новости

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

в современную эпоху полупроводниковая промышленность переживает критический период трансформации. полупроводниковая отрасль с преобладанием кремния сталкивается с такими узкими местами, как высокая плотность мощности, высокая частота, высокая температура и высокое излучение. третье поколение полупроводников последовало этой тенденции. с gan и sic в качестве ведущих. разработка новых материалов представляет собой постоянное развитие силовых устройств в направлении высокой мощности, миниатюризации, интеграции и многофункциональности, но ключевые характеристики, такие как рассеивание тепла и энергоэффективность, по-прежнему являются неуклонным стремлением отрасли. .

в эпоху стремления к максимальной производительности и эффективности незаметно зарождается революция в области чипов, возглавляемая алмазами.

алмаз относится к необработанным алмазам, которые не были полированы. итак, в чем прелесть «бриллиантовых» чипов, как нового полупроводникового материала, ворвавшегося в поле зрения всех? за безграничными возможностями сосуществуют прогресс и проблемы.

в чем прелесть «бриллиантовых» фишек?

алмаз, известный как «самое твердое вещество в природе», не только удивительно тверд, но также обладает превосходной теплопроводностью, чрезвычайно высокой подвижностью электронов, множеством превосходных рабочих параметров, таких как устойчивость к высокому давлению, высокая радиочастотная стойкость, низкая стоимость, высокая температура. устойчивость и другие.

в частности, алмазный полупроводник обладает такими свойствами материала, как сверхширокая запрещенная зона (5,45 эв), высокая напряженность поля пробоя (10 мв/см), высокая скорость дрейфа насыщения носителей, высокая теплопроводность (2000 вт/м·к) и отличное качество устройства. (джонсон, киз, балига), использование алмазных подложек позволяет разрабатывать высокотемпературные, высокочастотные, мощные, радиационно-стойкие электронные устройства, преодолевая технические узкие места, такие как «эффекты саморазогрева» и «лавинный пробой» устройства.

кроме того, алмаз обладает превосходными физическими свойствами, в том числе хорошим светопропусканием и показателем преломления в оптической области, и пригоден для исследования и разработки оптоэлектронных устройств, его изоляционные свойства и диэлектрическая проницаемость позволяют ему играть стабильную роль в комплексе; механические свойства. с другой стороны, высокая прочность и износостойкость гарантируют, что чип выдерживает экстремальные условия работы.

эти характеристики позволяют алмазу показать большой потенциал в области производства микросхем, и его часто используют для отвода тепла в электронных устройствах с высокой плотностью мощности и высокой частотой. он играет важную роль в развитии связи 5g/6g, интегральных схем микроволнового/миллиметрового диапазона волн, обнаружения и зондирования и других областей. алмазный полупроводник считается новым многообещающим полупроводниковым материалом и провозглашается в отрасли «совершенным полупроводниковым материалом».

использование алмазной электроники не только снижает потребности традиционных полупроводников в управлении температурой, но и эти устройства становятся более энергоэффективными и могут выдерживать более высокие напряжения пробоя и суровые условия окружающей среды.

например, в электромобилях силовая электроника на основе алмазов может обеспечить более эффективное преобразование энергии, продлить срок службы батареи и сократить время зарядки в сфере телекоммуникаций, особенно при развертывании сетей 5g и более высокого уровня, высокочастотных и высокочастотных сетей; спрос на мощные устройства растет с каждым днем. подложки из монокристаллического алмаза обеспечивают необходимое управление температурой и частотные характеристики для поддержки систем связи следующего поколения, включая радиочастотные переключатели, усилители и передатчики. в бытовой электронике подложки из монокристаллического алмаза могут управлять меньшими, более быстрыми и эффективными смартфонами, ноутбуками и носимыми устройствами; компоненты устройств, тем самым привнося новые инновации в продукцию и улучшая общую производительность рынка бытовой электроники.

по данным исследовательской организации virtuemarket, мировой рынок алмазных полупроводниковых подложек в 2023 году будет стоить 151 миллион долларов сша, а к концу 2030 года ожидается, что объем рынка достигнет 342 миллионов долларов сша. прогнозируемый совокупный годовой темп роста в 2024-2030 годах составляет 12,3%. ожидается, что среди них, обусловленный растущим спросом со стороны электронной и полупроводниковой промышленности в таких странах, как китай, япония и южная корея, азиатско-тихоокеанский регион будет доминировать на рынке алмазных полупроводниковых подложек и, как ожидается, на его долю придется более 40%. мировой доли доходов к 2023 году.

благодаря своим характерным преимуществам и широким перспективам алмаз продемонстрировал большой потенциал и ценность во многих звеньях цепочки полупроводниковой промышленности. от радиаторов, упаковки до микронанообработки, bdd-электродов и применения квантовых технологий — алмаз постепенно проникает в различные ключевые области полупроводниковой промышленности, способствуя технологическим инновациям и промышленной модернизации.

радиатор и рассеивание тепла:алмаз стал первым выбором для мощного рассеивания тепла благодаря своей превосходной теплопроводности и изоляционным свойствам. теплопроводность монокристаллического радиатора из алмаза в пять раз выше, чем у меди и серебра. в полупроводниковых лазерах алмазные радиаторы могут значительно улучшить рассеивание тепла, снизить тепловое сопротивление, повысить выходную мощность и продлить срок службы.

благодаря этой характеристике алмаз также имеет широкие перспективы применения в мощных модулях igbt в транспортных средствах на новой энергии, промышленном управлении и других областях, помогая добиться более эффективного рассеивания тепла и более высокой плотности мощности.

в настоящее время в качестве теплоотводящего материала, обычно используемого в мощных полупроводниковых лазерах, используется радиатор из нитрида алюминия, который спекается на медном радиаторе в качестве переходного радиатора. однако, когда требуется, чтобы теплопроводность составляла от 1000 до 2000 вт/м·к, алмаз в настоящее время является лучшим выбором или даже единственным дополнительным материалом для теплоотвода. в качестве теплоотводящих материалов используются две основные формы алмаза: алмазная пленка и композит алмаза с медью, алюминием и другими металлами.

подложка полупроводниковой упаковки:подложка является ключевым звеном в теплопроводности корпуса чипа. керамика al2o3 в настоящее время является наиболее производимой и широко используемой керамической подложкой, однако из-за ее коэффициента теплового расширения (7,2×10).^-6/℃) и диэлектрическая проницаемость (9,7) относительно высоки по сравнению с монокристаллом si, а теплопроводность (15-35 вт/(м·к)) все еще недостаточно высока, в результате чего керамические подложки al2o3 не подходят для высокочастотных , крупномасштабные приложения. используется в цепях питания и сбис.

поэтому с развитием технологии микроэлектроники характеристики высокой плотности сборки и миниатюризации становятся все более очевидными, плотность теплового потока компонентов становится все больше и больше, а требования к новым материалам подложек становятся все выше и выше. разработка материалов подложек с высокой теплопроводностью и лучшими характеристиками стала общей тенденцией. впоследствии на рынок постепенно вышли керамические материалы подложек с высокой теплопроводностью aln, si3n4, sic, алмаз и т. д.

среди них алмаз постепенно стал центром внимания нового поколения материалов подложки для упаковки из-за его высокой теплопроводности, низкого коэффициента теплового расширения и хорошей стабильности. путем соединения алмазных частиц с металлическими матрицами с высокой теплопроводностью, такими как ag, cu и al, полученный композитный материал с алмазно-металлической матрицей изначально показал свой большой потенциал в области электронной упаковки.

хотя из одного алмаза трудно превратить упаковочный материал, а его стоимость высока, его теплопроводность в десятки или даже сотни раз лучше, чем у других материалов керамической подложки, что побудило многих крупных производителей инвестировать в исследования. в условиях резкого роста спроса на вычислительную мощность алмазные упаковочные подложки обеспечивают инновационные решения проблемы рассеивания тепла высокопроизводительных чипов, помогая быстрому развитию таких отраслей, как искусственный интеллект и центры обработки данных.

микро-нано обработка:полупроводниковые материалы третьего поколения, такие как карбид кремния и нитрид галлия, трудно поддаются обработке. алмазный порошок и изделия из него стали мощным инструментом обработки благодаря своим сверхтвердым свойствам.

например, алмазные инструменты играют ключевую роль при резке, шлифовке и полировке кристаллов карбида кремния. кроме того, с популяризацией 5g, интернета вещей и других технологий в отрасли бытовой электроники растет спрос на прецизионные инструменты для резки и микропорошковые продукты, обеспечивающие высококачественные решения для точной обработки поверхности металлов, керамики и хрупких материалов. материалы, способствующие технологическому прогрессу отрасли и модернизации промышленности.

кроме того, алмаз имеет преимущества во многих областях, таких как оптические окна, bdd-электроды и квантовые технологии, и считается сильным конкурентом будущих полупроводниковых материалов.

индустриализация «алмазных» чипов продолжает идти вперед

в настоящее время мир активизирует исследования и разработки алмазов в области полупроводников.

element six выиграл проект uwbgs

в последнее время element six возглавляет ключевой проект в сша — разработку сверхширокополосных мощных полупроводников с использованием монокристаллических (sc) алмазных подложек. проект является частью программы сверхширокозонных полупроводников (uwbgs), возглавляемой агентством перспективных исследовательских проектов министерства обороны сша (darpa), целью которой является разработка следующего поколения передовых полупроводниковых технологий для оборонных и коммерческих приложений, а также повышение производительности и производительности. пределы эффективности полупроводников.

хотя полученные алмазные пластины большого размера можно использовать в радиаторах и оптических полях, существует множество трудностей при их коммерческом применении в области полупроводников электронного уровня. например, технические проблемы синтеза, очистки, шлифовки и полировки крупноразмерного монокристаллического алмаза все еще требуют дальнейшего решения.

с этой целью element six установила стратегическое партнерство с несколькими ключевыми игроками полупроводниковой промышленности, включая французскую hiqute diamond, японскую orbray, raytheon и американские стэнфордский и принстонский университеты. это сотрудничество, объединяющее опыт в области кристаллодислокационной техники, радиочастотной технологии нитрида галлия, а также обработки поверхности и объема материалов, имеет решающее значение для продвижения технологии сверхширокозонных полупроводников.

сообщается, что element six является дочерней компанией алмазной компании de beers со штаб-квартирой в лондоне, англия. она является лидером в области синтеза монокристаллических алмазов и поликристаллических алмазов. она имеет большой опыт в технологии химического осаждения из паровой фазы (cvd). .

вклад element six в программу uwbgs позволит использовать опыт компании в области поликристаллического cvd-алмаза большой площади и синтеза высококачественного монокристалла (sc) алмаза для создания 4-дюймовых подложек sc-алмаза приборного класса.

алмазные подложки sc являются ключом к созданию передовых электронных продуктов, включая мощные радиочастотные переключатели, радары и усилители связи, высоковольтные силовые переключатели, высокотемпературную электронику для экстремальных условий, светодиоды и лазеры с глубоким ультрафиолетовым излучением, поддерживающие многомиллиардные рынок долларовой системы.

компания element six способна производить высококачественные монокристаллические алмазные пластины с высокоупорядоченной кристаллической структурой. в настоящее время алмазные подложки ск используются в системе мониторинга большого адронного коллайдера церн и помогли открыть частицу бозона хиггса. компания element six заключила партнерское соглашение с лидером производства мощных полупроводников abb для создания первого высоковольтного объемного алмазного диода шоттки. кроме того, компания element six недавно завершила строительство и ввод в эксплуатацию современного центра cvd в портленде, штат орегон, который использует свою основную технологию и работает на возобновляемых источниках энергии.

что касается поликристаллического алмаза, то пластины поликристаллического алмаза element six имеют диаметр более 4 дюймов и широко используются в оптических окнах в euv-литографии и в приложениях терморегулирования в полупроводниковых устройствах si и gan с высокой плотностью мощности.

кроме того, что касается высоковольтных устройств, element six в сотрудничестве со швейцарской компанией abb разработала первый высоковольтный объемный алмазный диод шоттки, продемонстрировав потенциал полупроводников на основе алмаза в изменении области силовой электроники.

в то же время element six вместе со своими партнерами расширяет свои основные возможности в области алмазных технологий. путем перекрестного лицензирования интеллектуальной собственности и оборудования с orbray japan. компания orbray разработала технологию производства монокристаллических алмазных подложек диаметром 55 миллиметров (около 2 дюймов), что больше, чем у традиционных подложек. в нем будет сочетаться технология cvd (химическое осаждение из паровой фазы) element six, которая позволяет наносить алмазы диаметром до 150 миллиметров (около 6 дюймов), с опытом orbray. его цель - создать технологию производства монокристаллических алмазных подложек большого диаметра для силовых полупроводников и полупроводников связи нового поколения с отличными характеристиками выдерживаемого напряжения и тепловыделения, расширить масштабы производства монокристаллических алмазных пластин и занять большую долю на рынке полупроводников со сверхширокой запрещенной зоной.

кроме того, компания element six недавно завершила строительство и ввод в эксплуатацию современной установки cvd в портленде, штат орегон, которая работает на возобновляемых источниках энергии и способна массово производить высококачественные монокристаллические алмазные подложки.

следует подчеркнуть, что алмаз делится на два типа: монокристаллический и поликристаллический. поликристаллический алмаз обычно используется в радиаторах, инфракрасных и микроволновых окнах, износостойких покрытиях и т. д. однако он не может по-настоящему проявлять превосходные электрические свойства алмаза. это связано с наличием внутри него границ зерен, которые вызывают появление носителя. мобильность и заряд. эффективность сбора значительно снижается, что серьезно снижает производительность электронных устройств, изготовленных с его помощью. монокристаллический алмаз не вызывает таких проблем и обычно используется в ключевых областях, таких как детекторы и силовые устройства.

в течение многих лет синтетические алмазы, изготовленные с использованием технологии высокого давления и высоких температур (hpht), широко использовались в шлифовальных целях, в полной мере используя преимущества чрезвычайно высокой твердости и чрезвычайной износостойкости алмаза. за последние 20 лет были коммерциализированы новые методы формирования алмазов, основанные на химическом осаждении из паровой фазы (cvd), позволяющие производить моно- и поликристаллические алмазы с меньшими затратами. эти новые синтетические методы позволяют в полной мере использовать оптические, термические, электрохимические, химические и электронные свойства алмаза.

макет huawei ромб

в ноябре 2023 года компания huawei и харбинский технологический институт совместно подали заявку на патент «метод гибридного соединения трехмерных интегрированных чипов на основе кремния и алмаза». этот патент включает гибридный метод соединения трехмерных интегрированных чипов на основе кремния и алмаза. алмазный метод склеивания.

в частности, он использует технологию гибридного соединения cu/sio2 для трехмерной интеграции материалов на основе кремния и алмаза. huawei надеется в полной мере использовать различные преимущества полупроводников на основе кремния и алмазов за счет их сочетания.

в патентной книге упоминается: «поскольку плотность интеграции продолжает увеличиваться, а размер элементов продолжает уменьшаться, управление температурным режимом электронных чипов сталкивается с серьезными проблемами. накопленное внутри чипа тепло трудно передать на поверхностный радиатор корпуса. , что приводит к внезапному повышению температуры внутреннего перехода, что серьезно угрожает производительности, стабильности и сроку службы чипа. «в этом патенте используется преимущество высокого тепловыделения алмаза, и он направлен на создание каналов рассеивания тепла для трехмерного интегрированного кремния. -основанные устройства для повышения надежности устройства.

в марте этого года команда профессора ю дацюаня из университета сямэнь в сотрудничестве с командой huawei разработала технологию низкотемпературного соединения алмазов на основе слоя реактивного нанометалла, успешно интегрируя подложку из поликристаллического алмаза на обратную сторону переходной пластины из 2,5d-стекла. упакованный чип, а чип для тепловых испытаний (ttv) используется для изучения его характеристик рассеивания тепла.

алмазный литейный завод，

выращивание первой в мире пластины монокристаллического алмаза

diamond foundry, компания, основанная инженерами массачусетского технологического института, стэнфордского университета и принстонского университета, также добилась прогресса в производстве алмазной крошки.

понятно, что компания надеется использовать монокристаллические алмазные пластины для решения тепловых проблем, которые ограничивают возможности искусственного интеллекта, чипов облачных вычислений, силовой электроники электромобилей и чипов беспроводной связи.

в октябре 2023 года компания diamond foundry вырастила первую в мире монокристаллическую алмазную пластину. по конкретным данным, эта алмазная пластина имеет диаметр 100 мм и вес 100 карат. diamond foundry теперь может выращивать в реакторе алмазные пластины длиной и шириной 4 дюйма и толщиной менее 3 мм. эти пластины можно использовать вместе с кремниевыми чипами для быстрого проведения и выделения тепла, выделяемого чипами.

компания diamond foundry разработала технологию, позволяющую имплантировать алмазы в каждый чип. полупроводниковые чипы прикрепляются к подложкам алмазных пластин путем непосредственного атомарного соединения алмаза, что устраняет тепловые узкие места, ограничивающие их производительность.

сравнение тепловых условий

(источник: алмазный литейный завод)

преимущество этого решения в том, что оно позволяет чипу работать как минимум в два раза быстрее номинальной скорости. инженеры diamond foundry говорят, что использование этого метода на одном из самых мощных чипов искусственного интеллекта nvidia может даже утроить его номинальную скорость в экспериментальных условиях.

компания diamond foundry ранее сообщила, что надеется представить пластины с одним алмазом после 2023 года и разместить алмаз в каждом чипе. ожидается, что алмаз будет внедрен в полупроводники примерно в 2033 году.

advent diamond: технология алмазного фосфора

advent diamond в сша также является начинающей компанией, занимающейся массовым производством алмазных полупроводниковых материалов. в апреле этого года advent diamond сообщила о прогрессе в этой области.

одной из основных инноваций advent diamond является возможность выращивать монокристаллический алмаз, легированный фосфором, на предпочтительных подложках, и это единственная компания в соединенных штатах, обладающая такой возможностью. легирование фосфором особенно важно, поскольку оно создает полупроводники n-типа в алмазе, ключевом элементе в разработке электронных устройств. кроме того, компания advent diamond достигла важной вехи в выращивании слоев алмаза, легированного бором, на больших площадях, расширяя потенциальные возможности применения электроники на основе алмаза.

опыт advent diamond выходит за рамки производства материалов и включает комплексные возможности проектирования, производства и определения характеристик компонентов. сюда входят передовые процессы чистых помещений, такие как травление, фотолитография и металлизация, а также комплексный набор методов определения характеристик, таких как микроскопия, эллипсометрия и электрические измерения. компания advent diamond заявила, что использовала эту передовую технологию выращивания для разработки внутреннего алмазного слоя с чрезвычайно низкой концентрацией примесей, что обеспечивает высочайшее качество и стандарты производительности алмазных материалов полупроводникового класса.

понятно, что advent diamond в настоящее время имеет инкрустированные алмазные пластины диаметром 1–2 дюйма и усердно работает над увеличением размера пластин до 4 дюймов. однако плотность дефектов остается критической проблемой: большинство пластин имеют примерно 108 дефектов/см² или выше, что необходимо снизить до 103 дефектов/см² для достижения ожидаемой производительности.

французская компания diamfab:

создание 4-дюймовых алмазных пластин в 2025 году

кроме того, diamfab, начинающая компания по производству полупроводниковых алмазов, расположенная во франции, также постоянно работает над технологией алмазной крошки.

diamfab является дочерним предприятием института нееля, лаборатории национального центра научных исследований франции (cnrs), и является результатом 30-летних исследований и разработок в области выращивания синтетических алмазов. первоначально проект diamfab был задуман в satt linksium в гренобльских альпах, компании, основанной в марте 2019 года готье шико и халедом дришем, двумя докторами наук в области наноэлектроники и признанными исследователями в области полупроводниковых алмазов.

диамфаб сообщил, что для удовлетворения потребностей рынков полупроводников и силовых компонентов в автомобильной, возобновляемой энергетике и квантовой промышленности компания разработала революционные технологии в области эпитаксии и легирования синтетических алмазов и имеет четыре патента. выращивание и легирование тонких слоев алмаза, а также проектирование алмазных электронных компонентов.

в марте этого года компания объявила, что получила финансирование первого раунда в размере 8,7 миллиона евро. этот раунд финансирования позволит diamfab создать пилотную производственную линию, провести прединдустриальную подготовку своей технологии и ускорить ее развитие для удовлетворения растущего спроса на алмазные полупроводники.

компания diamfab подала заявку на патент на полностью алмазные конденсаторы и сотрудничает с ведущими компаниями в этой области. генеральный директор diamfab готье шико заявил: «помимо других параметров, мы достигли наших целей: более 1000 а/см.²высокая плотность тока и электрическое поле пробоя более 7,7 мв/см. это ключевые параметры будущих устройств, которые уже превосходят параметры существующих материалов, таких как sic, для устройств силовой электроники. кроме того, у нас есть четкий план действий по внедрению 4-дюймовых пластин к 2025 году в качестве ключевого фактора массового производства. "

япония полностью развивает промышленность алмазной крошки

судя по обнародованным результатам исследований, промышленная разведка алмазной крошки в японии носит более масштабный характер.

начиная с 2022 года япония производит алмазные пластины чистоты, которые можно использовать в проектах квантовых вычислений; в начале 2023 года профессор японского университета сага и японский производитель прецизионных деталей orbray совместно разработали силовой полупроводник из алмаза. может работать при 1 см² 875 мегаватт электроэнергии. среди алмазных полупроводников значение выходной мощности является самым высоким в мире. в августе того же года исследовательская группа университета тиба в японии предложила новую лазерную технологию, которая может перемещаться по оптимальному кристаллу; самолет «легко ограненные» бриллианты.

метод резки исследовательской группы университета тиба

процесс лазерной резки, который аккуратно режет алмазы, не повреждая их. исследователи говорят, что новая технология предотвращает распространение нежелательных трещин во время лазерной резки, фокусируя короткие лазерные импульсы на узком, сужающемся объеме внутри материала.

университет тиба заявил, что недавно предложенная технология может стать ключевым шагом в превращении алмазов в «полупроводниковые материалы, пригодные для более эффективных технологий в будущем». профессор хидаи сказал, что резка алмазов с помощью лазера «позволяет производить высококачественные пластины по низкой цене» и имеет важное значение для производства алмазных полупроводниковых устройств.

американская компания ахан

ахан специализируется на лабораторном производстве синтетических алмазных материалов электронного качества. уже в августе 2021 года ахан объявил о разработке первой 300-миллиметровой пластины, сочетающей кмоп-кремний с алмазной подложкой, став важной вехой.

примерно в 2013 году ахан получил эксклюзивную лицензию на применение алмазных полупроводников для революционной технологии низкотемпературного осаждения алмазов, разработанной аргоннской национальной лабораторией министерства энергетики сша. эта технология позволяет наносить наноалмазы на различные материалы подложек пластин при температуре до 400 градусов цельсия. сочетание технологии низкотемпературного алмаза из аргонны и процесса miraj diamond компании акхана разрушает барьер в полупроводниковой промышленности, который ограничивал использование алмазных пленок легированием p-типа.

впоследствии ахан анонсировал свою платформу miraj diamond, которая разработала новый запатентованный процесс, в котором алмазные материалы n-типа создаются на кремнии с ранее недоказанными свойствами.

как упоминалось в предыдущей статье журнала semiconductor industry observer «алмазные чипы скоро появятся в коммерческом использовании», адам хан, основатель и генеральный директор akan, в январе этого года основал новую компанию diamond quanta, чтобы сосредоточиться на области полупроводников с целью использования превосходных свойств алмаза. предоставление передовых решений для силовой электроники и квантовых фотонных устройств.

в мае этого года diamond quanta объявила, что ее «единая алмазная система» способствует настоящей замене допинга. эта инновационная технология плавно интегрирует новые элементы в структуру бриллианта, придавая ему новые свойства, не повреждая его кристаллическую целостность.

в результате алмаз превратился в высокопроизводительный полупроводник, способный поддерживать отрицательные (n-тип) и положительные (p-тип) носители заряда. такой уровень подвижности указывает на то, что решетка алмаза очень чистая и упорядоченная, а центры рассеяния эффективно пассивируются благодаря успешной реализации стратегии совместного легирования, которая смягчает эффекты дефектов транспорта носителей. кроме того, процесс легирования улучшает существующую структуру алмаза за счет исправления дислокаций, тем самым увеличивая проводимость материала. эти достижения не только сохраняют, но и улучшают структуру алмаза, избегая распространенных ошибок, таких как значительное искажение решетки или появление ловушечных состояний, которые обычно снижают подвижность.

«запуск diamond quanta и разработка этого передового процесса легирования были необходимы. такие отрасли, как электроника, автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность, энергетика и т. д., искали полупроводниковую технологию, которая могла бы удовлетворить растущие требования, вызванные постоянно меняющимися требованиями их производства. технологическое давление», — сказал адам хан. «наша технология — это больше, чем просто альтернативный материал для отраслей, стремящихся повысить эффективность полупроводников; мы представляем совершенно новый материал, который переопределит стандарты производительности, долговечности и эффективности, который будет беспрепятственно выдерживать все более тяжелые рабочие нагрузки в современную эпоху». неотъемлемую роль в обеспечении питания нагрузки».

корейская команда: сокращение затрат на алмазную пленку

в апреле этого года группа специалистов по материаловедению из корейского института фундаментальных наук опубликовала в журнале nature статью, в которой объявила об успешном синтезе алмаза при стандартном атмосферном давлении и температуре 1025°c. ожидается, что этот метод получения станет экономически эффективным способом. для производства алмазных пленок.

родни руофф, руководитель исследовательской группы, сказал, что несколько лет назад он заметил, что синтетический алмаз не обязательно требует экстремальных условий. воздействие жидкого металлического галлия на газ метана может привести к образованию графита, аллотропа алмаза. это вдохновило руоффа на исследование галлия. -содержащее жидкое золото исследование пути «обезуглероживания» из углеродосодержащих газов с получением алмаза. по совпадению, команда руоффа обнаружила, что когда в реакционную среду вводился элементный материал кремния, появлялись крошечные кристаллы алмаза. основываясь на этом явлении, экспериментальная группа усовершенствовала реакционное устройство, подвергла смесь, содержащую жидкие галлий, железо, никель и кремний, воздействию смешанной атмосферы метана и водорода и нагрела ее до 1025°c. им удалось добиться этого без использования высокого давления. и производятся кристаллические семена. в настоящее время команда руоффа успешно подготовила микроалмазные пленки, состоящие из тысяч кристаллов алмаза.

если в будущем эту технологию синтеза при нормальном давлении удастся успешно распространить на более крупные масштабы, она откроет более экономичный и простой способ получения алмазных пленок, что, как ожидается, даст мощный толчок развитию квантовых компьютеров и энергетики. полупроводники.

не только вышеупомянутые компании способствуют индустриализации «бриллиантовых» чипов. есть также много отраслевых компаний, которые инвестируют в это.

судя по различным тенденциям, отрасль уделяет все больше внимания алмазным полупроводникам, и полезные ресурсы постоянно накапливаются, что также ускоряет темпы исследований, разработок и индустриализации. это означает начало «бриллиантовой» вафельной эры.

в целом, алмазные полупроводники обладают превосходными свойствами, превосходящими другие полупроводниковые материалы, такими как высокая теплопроводность, широкая запрещенная зона, высокая подвижность носителей, высокая изоляция, оптический коэффициент пропускания, химическая стабильность и радиационная стойкость. в настоящее время отрасль движется дальше в сторону алмазов и постепенно вступает в период трансформации многофункционального развития алмазов.

в будущем, с постепенным развитием крупногабаритных, высококачественных, крупномасштабных и очень гибких технологий осаждения алмазов, ожидается, что развитие крупномасштабных интегральных схем и высокоскоростных интегральных схем выйдет на новый уровень. эпоха.

напиши в конце

еще пятьдесят-шестьдесят лет назад научное сообщество увлеклось исследованиями алмазных полупроводников, но до сих пор устройства из алмазных полупроводников не нашли широкого применения. некоторые инженеры сетовали, что алмаз всегда может оказаться на грани практического использования полупроводников.

это правда, что алмаз имеет значительные преимущества в области полупроводников, но крупномасштабное производство и применение алмазной крошки по-прежнему сталкивается со многими проблемами и ограничениями, такими как высокая стоимость, сложная обработка, незрелость легирующих и других технологий, а также ограниченная сфера применения. .

хотя этому материалу еще предстоит пройти долгий путь, он показал жизнеспособность и потенциал применения в полупроводниковой цепочке. мы считаем, что при совместном продвижении всех сторон алмазные материалы с различными превосходными свойствами получат дальнейшее развитие в будущем, что поможет области полупроводниковых материалов сделать жизненно важный шаг.

конечно, основная роль новых материалов заключается не в том, чтобы победить традиционные материалы, представленные кремнием, на пляже, а в том, чтобы служить дополнением и полностью играть роль в тех областях, в которых они хороши.