Diamante, mais conhecido como o semicondutor definitivo
Uma equipe de cientistas e engenheiros chineses, ligados ao maior fornecedor de armas de guerra eletrônica do país, conseguiu um avanço na produção de semicondutores que poderá melhorar significativamente o desempenho de dispositivos de micro-ondas de alta potência, radares e dispositivos de detecção.
O segredo é o diamante, também conhecido como o “semicondutor definitivo”. O processo é complexo, mas a China parece ter encontrado mais uma solução para a escassez de semicondutores gerada pelas restrições à exportação de tecnologia avançada dos EUA.
Um chip criado pela China usando diamante
Pesquisadores do 46º Instituto de Pesquisa da China Electronics Technology Corporation (CETC) afirmaram ter criado semicondutores de nitreto de gálio (GaN) com substrato de diamante que possuem uma densidade de potência 30% maior do que qualquer produto existente.
Se esses chips de diamante, também chamados de semicondutores de quarta geração, fossem amplamente adotados, poderiam reforçar as capacidades do PLA em largura de banda de comunicação, alcance de radar e supressão eletromagnética, o que poderia lhes dar uma vantagem decisiva na guerra eletrônica, segundo informações do SCMP.
“Esses novos dispositivos têm desempenho superior, incluindo alta potência, alta frequência e consumo de energia ultrabaixo”, disse a equipe liderada por Wang Yingmin, especialista-chefe do instituto, em um artigo publicado na revista acadêmica chinesa Semiconductor Technology em fins de janeiro.
Enquanto outras nações ainda lutam com esta tecnologia em laboratório, a China já resolveu os problemas na linha de produção :
“Um avanço tecnológico foi alcançado através do cultivo de diamantes diretamente em GaN no processo industrial”.
É importante mencionar que a China já detém uma posição dominante na indústria mundial de diamantes, com 95% da produção mundial. Só no ano passado, as fábricas chinesas produziram mais de 16 bilhões de quilates de diamantes sintéticos.
Antes considerado uma joia rara e luxuosa, o diamante passou por uma transformação notável em um material industrial lucrativo na China.
De acordo com o SCMP, um diamante bruto de laboratório custa agora apenas US$ 1 em algumas lojas online chinesas.
Essa queda de preço abriu caminho para a aplicação do diamante na indústria de chips.
O diamante possui diversas propriedades que o tornam o material ideal para chips de micro-ondas de alta potência, como uma condutividade térmica muito alta, o que significa que pode dissipar o calor rapidamente e evitar o superaquecimento.
Ele também possui grande resistência ao desgaste, permitindo suportar elevados esforços elétricos e mecânicos -além de um amplo bandgap, permitindo operar em altas frequências sem sofrer perda de sinal.
No entanto, usar diamante como substrato para semicondutores GaN não é uma tarefa fácil.
O diamante e o nitreto de gálio possuem estruturas cristalinas e coeficientes de expansão térmica diferentes, causando altas tensões e defeitos na interface entre os dois materiais.
Os chineses disseram que resolveram este problema usando um método de deposição química de vapor assistida por plasma, que permite o crescimento direto de diamante em nitreto de gálio com alta qualidade e baixa tensão.
A equipe de Wang disse que o trabalho foi apoiado por vários projetos nacionais de pesquisa e desenvolvimento, incluindo o Programa 863, que se concentra no desenvolvimento de tecnologias estratégicas de alta tecnologia.
Afirmaram ainda que estabeleceram cooperação com diversas empresas e instituições para promover a aplicação de lascas de diamante em diversas áreas.
Redação CNPL sobre artigo de Viny Mathias