Китайские исследователи открыли инновационный метод производства необходимого оксида галлия для микрочипов
Исследователи из Чжэцзянского университета в Китае разработали новый метод, который позволяет упростить и удешевить производство оксида галлия, альтернативы кремнию для полупроводников, сообщает South China Morning Post . Это открытие приобретает важное значение в контексте запрета на экспорт галлия в Китае.
Кремний может стать важным компонентом полупроводниковых приложений. Однако с течением времени промышленность стала использовать в производственных процессах такие соединения, как арсенид галлия и фосфид индия. Оксид галлия – новый игрок на арене.
Что такое оксид галлия?
Оксид галлия — это сверхширокополосный полупроводник четвертого поколения, который выдерживает сильное электрическое поле и потребляет мало энергии, что делает его особенно эффективным. Ширина запрещенной зоны — это количество энергии, необходимое для освобождения электронов в полупроводниковом материале, а сверхширокая запрещенная зона позволяет использовать этот материал для приложений с высоким напряжением.
Кроме того, галлий — это металл, жидкое состояние которого легко получить, поэтому он похож на ртуть, но безопасен.
Среди других материалов со сверхширокой запрещенной зоной, таких как нитрид галлия и карбид кремния, оксид галлия имеет множество преимуществ, хотя до сих пор его производство было очень сложной задачей.
Оксид галлия — единственный материал, способный образовывать монокристаллы при атмосферном давлении после затвердевания из расплава. Это может значительно снизить производственные затраты, но для создания тигля для плавки требуется большое количество иридия. Таким образом, чтобы обработать редкоземельный элемент, понадобился еще один редкоземельный металл.
Для четырехдюймового тигля требуется около 11 фунтов (пяти кг) иридия; поскольку цена иридия в три раза выше цены золота, это увеличивает затраты на производство. Это также вызывает обеспокоенность в отношении интеллектуальной собственности в Китае, поскольку Япония и США использовали этот метод.
Китайские инновации в контексте запрета США
В прошлом году исследователи из Государственной ключевой лаборатории кремниевых материалов Университета Чжэцзян изготовили двухдюймовые пластины оксида галлия. В этом году они усовершенствовали свой подход и выпустили четырехдюймовые пластины. Пластина является сырьем для производства микрочипа.
Их улучшенный подход включал метод термоядерного синтеза, при котором используется на 80% меньше иридия. Это поможет снизить производственные затраты и сделать процесс более коротким и более управляемым для массового производства.
Команда создала компанию, которая владеет патентами на эти усовершенствованные методы и в настоящее время работает над использованием температурного градиента для увеличения размера получаемых кристаллов.
Благодаря низкому энергопотреблению полупроводники на основе оксида галлия идеально подходят для использования в средствах связи, аэрокосмической отрасли, радиолокации и электрифицированном транспорте, например автомобилях и поездах.
В прошлом году Министерство торговли США ввело запрет на экспорт оксида галлия в Китай, сославшись на соображения национальной безопасности, поскольку он также может быть использован в военных целях. Запрет был направлен на то, чтобы помешать Китаю получить опыт в области полупроводников следующего поколения, где один только оксид галлия, как ожидается, к концу десятилетия предоставит возможность на сумму 1,5 миллиарда долларов.
Китай не только превысил целевые показатели запрета, но и в ответ «око за око» ввел запрет на экспорт галлия и германия с 1 августа этого года.
Напряженность в отношениях между Соединенными Штатами и Китаем также привела к тому, что западные страны ввели запрет на чипы из Китая. В очередной раз направленный на подавление инноваций, этот шаг имел неприятные последствия, когда Huawei представила свой новый телефон Mate 60 Pro с чрезвычайно мощным чипом.
В то же время этот технологический прогресс, сопровождающийся полным изменением технологий, грозит объединить технологические санкции, введенные США.
Благодаря нашему Telegram-каналу вы можете быть в курсе публикации новых статей «Экономические сценарии».
Статья «Китайские исследователи открывают инновационный метод производства необходимого оксида галлия для микрочипов» взята из «Экономических сценариев ».
Это автоматический перевод публикации, опубликованной в журнале Scenari Economici по адресу https://scenarieconomici.it/ricercatori-cinesi-scoprono-metodo-innovativo-per-produrre-lessenziale-ossido-di-gallio-per-i-microchip/ в Sat, 09 Sep 2023 09:17:14 +0000.