Chińskie kontrole eksportu galu i amerykański pomysł na półprzewodniki na bazie diamentów

Chiny podjęły kroki mające na celu zapewnienie sobie własności państwowej nad materiałami ziem rzadkich niezbędnymi do produkcji półprzewodników, uchwalając rozporządzenie obowiązujące od 1 października. 

W odpowiedzi na chińskie ograniczenia eksportowe agencja Departamentu Obrony USA DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) zwróciła się do firmy Raytheon o opracowanie nowych typów półprzewodników, które nie opierają się na materiałach kontrolowanych przez Chiny, jak podał Tom’s Hardware.

Materiały półprzewodnikowe o szerokiej przerwie energetycznej, takie jak azotek galu (GaN), są wykorzystywane w produkcji zaawansowanych układów scalonych i wzmacniaczy częstotliwości radiowych, a Chiny kontrolują znaczną część globalnych dostaw tego pierwiastka.

Według Tom’s Hardware, podczas gdy GaN jest wiodącym materiałem do półprzewodników dużej mocy i wysokiej częstotliwości z przerwą pasmową wynoszącą 3,4 eV, syntetyczny diament ma potencjał przewyższenia możliwości GaN z przerwą pasmową wynoszącą około 5,5 eV. Jednak syntetyczny diament jest wciąż rozwijającym się materiałem półprzewodnikowym i istnieje wiele wyzwań do pokonania w kontekście produkcji masowej. Tymczasem azotek glinu charakteryzuje się jeszcze szerszą przerwą pasmową wynoszącą około 6,2 eV.

Zgodnie z doniesieniami firma Raytheon zamierza opracować półprzewodniki z diamentu i azotku glinu zarówno do obecnych, jak i przyszłych generacji systemów radarowych i komunikacyjnych, w tym przełączników częstotliwości radiowych, ograniczników i wzmacniaczy, które można zintegrować z systemami uzbrojenia dużej prędkości. Zgodnie z komunikatem prasowym firmy Raytheon, w pierwszej fazie kontraktu zespół Raytheon Advanced Technology opracuje diamentowe i azotkowe warstwy półprzewodnikowe oraz ich integrację z urządzeniami elektronicznymi. Druga faza skupi się na optymalizacji i dojrzewaniu technologii diamentowej i azotkowej na płytkach o większej średnicy do zastosowań czujnikowych.