Hola, aunque no soy conocedor, creo que si el problema es un sobrecalentamiento sin estar roto el chip, podrías instalar una placa Peltier (módulo termoeléctrico) como sistema de refrigeración auxiliar, es un conjunto formado por disipador metálico, disipador peltier y ventilador,
El MOS 6502 es el único procesador equivalente al Ricoh 2a03 que conozco, pero no sé si es compatible patilla a patilla, ni tampoco a nivel de funcionalidad real. Suerte.
https://es.wikipedia.org/wiki/MOS_6502