Удар у відповідь по Китаю: як США отримають інноваційну електроніку для військових

Китай контролює більшу частку поставок галію, найкращого на сьогодні матеріалу для створення напівпровідників, але його можуть замінити штучні алмази та алюміній.

Управління перспективних дослідницьких проєктів (DARPA) Міністерства оборони США доручило компанії Raytheon (RTX) розробити нові типи напівпровідників у відповідь на обмеження з боку Китаю. Про це RTX повідомила на своєму офіційному сайті.

Компанія уклала з DARPA контракт на три роки на розробку фундаментальних надширокозонних напівпровідників (UWBGS) на основі штучних алмазів і нітриду алюмінію. Очікується, що такі технології "зроблять революцію" в напівпровідниковій електроніці завдяки підвищенню потужності та управління тепловим режимом у датчиках та інших електронних пристроях.

У Raytheon додали, що матеріал UWBGS має унікальні властивості, які дають змогу створювати дуже компактні, але водночас дуже потужні радіочастотні перемикачі, обмежувачі, підсилювачі потужності. Ще один плюс — висока теплопровідність, щоб пристрої могли працювати в більш екстремальних умовах.

Головне завдання команди — створити пристрої, які можна застосовувати в уже наявних і майбутніх радіолокаційних і комунікаційних системах із розширеними можливостями та дальністю дії. Їх збираються використовувати для кооперативного зондування, радіоелектронної боротьби, засобів спрямованої енергії та схем у високошвидкісних системах зброї, таких як гіперзвукові.

Під час першої фази контракту команда Raytheon Advanced Technology має розробити напівпровідникові плівки з алмазу та нітриду алюмінію й інтегрує їх в електронні пристрої. Друга фаза передбачає оптимізацію та доопрацювання технології алмазу та нітриду алюмінію на пластинах більшого діаметру.

"Це значний крок уперед, який знову зробить революцію в напівпровідниковій технології, — сказав Колін Вілан, президент Advanced Technology компанії Raytheon.

Як пише видання Tom's Hardware, сучасні силові мікросхеми та радіочастотні підсилювачі використовують широкозонні напівпровідникові матеріали, такі як нітрид галію (GaN). Китай контролює величезну частку постачання галію, а 2023 року ввів обмеження на експорт галію, що несе ризики для США.

Нітрид галію вже є найкращим матеріалом для потужних і високочастотних напівпровідникових чипів. Синтетичний алмаз потенційно кращий за GaN у тих сферах, де дуже важлива висока частота, швидкість руху електронів, екстремальне управління тепловим режимом, вища потужність і довговічність. Однак це новий матеріал для виробництва напівпровідників, і налагодити його масове виробництво складно. Нітрид алюмінію (AlN) має ще ширшу "заборонену зону", що робить його ще більш придатним для подібного застосування.