Алмаз давно рассматривается как полупроводниковый материал с уникальными физическими и электрическими свойствами, значительно превосходящими традиционные полупроводники, такие как карбид кремния и нитрид галлия. Однако на пути коммерциализации алмазных элементов и чипов стояло множество препятствий, пока американская компания Advent Diamond не решила эту проблему.
Advent Diamond разработала различные технологические процессы выращивания искусственных алмазов, их подготовки к обработке, включая легирование, а также запатентованные методы обработки, травления и металлизации алмазных заготовок с последующим контролем качества и определением электрических и физических параметров полученных продуктов.
Важным элементом в исследовании алмаза как полупроводника стало легирование слоёв алмаза фосфором, который стал единственной относительно мелкой легирующей добавкой n-типа в алмазе, позволяющей создавать алмазные транзисторы и диоды с электронной проводимостью.
Алмаз обладает рядом уникальных свойств, недоступных для традиционных полупроводников. Во-первых, это его физические свойства, особенно впечатляющая теплопроводность, позволяющая алмазу быть собственным радиатором. Алмазный чип способен выдерживать высокие плотности мощности, что делает его идеальным для использования в зарядных устройствах электромобилей, возобновляемой энергетике, космосе, авиации и других областях.
Другим важным свойством алмазных полупроводников является рекордно широкая запрещённая зона, что делает этот материал уникальным с точки зрения частотных характеристик, особенно для мощных радарных систем, датчиков альфа-частиц, ультрафиолетового и рентгеновского излучения и протонов. Высокая стабильность квантовых свойств алмазов обеспечивает им достойное место в области квантовых компьютеров.
Однако существуют и проблемы. Сегодня алмазные пластины для изготовления полупроводников выпускаются диаметром 1 и 2 дюйма. Переход к 4-дюймовым пластинам предпринимается, но пока не убедителен. Это не позволяет сделать алмазные диоды и транзисторы дешёвыми, хотя военные готовы платить за такой товар. Например, компания Advent Diamond производит алмазные радиочастотные диоды для защиты трактов приёмников с плотностью тока свыше 1 кА/см². Это идеальное решение для радиолокационных систем, которое трудно заменить. Особенно учитывая, что алмазный диод будет нормально работать при температуре до 400 °C.
Однако всю эту красоту портит тот факт, что при производстве алмазных заготовок возникает множество дефектов. Компания сообщает о плотности дефектов 108/см². При такой плотности дефектов говорить о нормальном коммерческом производстве комплектующих ещё рано. В компании Advent Diamond считают, что для коммерциализации процессов, связанных с алмазными полупроводниками, плотность дефектов должна быть снижена до 103/см². У компании есть наработки, которые помогут достичь такого результата, но быстрым он точно не будет.
Опубликован свежий номер журнала «Современные технологии автоматизации» 2/2024
14.05.2024 68 0 0GS Group планирует разрабатывать и производить готовую технику
Российский производитель вычислительной техники GS Group переходит на модель ODM-производства, включающую разработку дизайна, закупку компонентов и производство «под ключ». В компании ожидают увеличения спроса на эти услуги из-за ужесточения требований к государственным компаниям по переходу на отечественное оборудование. Участники рынка предполагают, что на начальном этапе стоимость заказов в России будет на 20–30 % выше, чем у китайских производителей, но цены могут снизиться при полной загрузке производственных мощностей. 14.05.2024 70 0 0OpenAI анонсировала бесплатную языковую модель GPT-4o, а также отдельное приложение ChatGPT для Mac
OpenAI представил ряд обновлений для ChatGPT, включая приложение для ПК, улучшенный пользовательский интерфейс и новую мощную языковую модель. 14.05.2024 71 0 0Суперкомпьютер Aurora на базе компонентов Intel стал самым мощным в мире для задач искусственного интеллекта
Суперкомпьютер Aurora, созданный на базе компонентов Intel, преодолел экзафлопсный барьер и достиг высочайшей производительности в области искусственного интеллекта. 14.05.2024 77 0 0