Битва за нитрид галлия: вот он — код идеальных кристаллов для электроники

Группа исследователей из Пекинского университета под руководством профессора Хуан Бина совершила прорыв в понимании природы дефектов в нитриде галлия (GaN) – перспективном полупроводниковом материале, критически важном для создания передовой электроники, особенно военного назначения.



Учёные выявили, что главная проблема возникает на этапе выращивания кристаллов GaN. Этот процесс обычно происходит на подложках из других материалов, таких как кремний или сапфир, которые служат основой для роста кристаллической структуры.

В ходе исследования команда обнаружила, что основная причина дефектов – так называемые дислокации, нарушающие кристаллическую решётку материала. Эти микроскопические несовершенства приводят к утечкам тока и существенно снижают производительность полученных чипов. Проблема усугубляется тем, что у нитрида галлия гексагональная (шестиугольная) атомная структура, принципиально отличающаяся от кубической структуры кремния.

Исследователи отмечают, что дефекты в кремнии обычно вызваны процессом скольжения – движением атомов вдоль определённой плоскости. За десятилетия работы полупроводниковая промышленность научилась эффективно контролировать эти процессы. Однако в случае с нитридом галлия дефекты возникают преимущественно из-за так называемого восхождения – изменения количества локальных атомов в кристаллической решётке. Этот процесс до настоящего времени оставался плохо изученным.

Успех группы профессора Хуан Бина стал возможен благодаря применению сканирующей просвечивающей электронной микроскопии (STEM). Эта передовая технология позволила буквально заглянуть внутрь материала и впервые зафиксировать перемещения отдельных атомов в кристаллической решётке вещества.

В ходе экспериментов учёные обнаружили, что главным фактором, влияющим на образование дефектов, выступает так называемый уровень Ферми. В физике полупроводников этот параметр указывает энергетическую границу, выше которой электроны уже не могут находиться в стабильном состоянии при температуре абсолютного нуля. Проще говоря, уровень Ферми можно представить как своеобразную "ватерлинию" в море электронов, заполняющих материал.

Если Пекин сумеет наладить выпуск чипов из нитрида галлия с минимальным количеством дефектов, стоимость такой продукции заметно снизится. Это создаст ценовое преимущество для китайской электроники на международных рынках.

Особое значение технология имеет для военной сферы. Американские оборонные системы – от современных радаров до средств связи и радиоэлектронной борьбы – широко используют компоненты на основе нитрида галлия. При этом США уже столкнулись с трудностями после того, как Китай ограничил экспорт (ввел запрет на экспорт галлия в Америку). Если теперь китайские производители смогут выпускать более качественные и доступные чипы, технологический перевес США в военной электронике может существенно сократиться. Источник

Цитата:

Ещё одно преимущество GaN — высокая подвижность электронов, позволяющая создавать устройства для работы на частотах в десятки гигагерц

И все опять начнут менять процессоры в ПК каждый год, как в 90-е?

IMHOTAK писал(а):

И все опять начнут менять процессоры в ПК каждый год, как в 90-е?

В 90-тые?

aiwalev писал(а):

В 90-тые?

А что не так?

IMHOTAK писал(а):

aiwalev писал(а): В 90-тые? А что не так?

много поменял?

Код: выделить все 1990, 15 октября: 80386SL 1991, 22 апреля: 80486SX 1992, 3 марта: 80486DX2 1992, 9 ноября: 80486SL 1993, 22 марта: Pentium 1994, 7 марта: 80486DX4 1994, август: Intel386 EX 1995, 1 ноября: Pentium Pro 1997, 8 января: Pentium MMX 1997, 7 мая: Pentium II 1998, 15 апреля: Celeron (Pentium II-based) 1998, 29 июня: Pentium II Xeon 1999, 26 февраля: Pentium III 1999, 25 октября: Pentium III Xeon 2000, 23 августа: XScale

статья для тех кто не имеет зарядки GaN что сейчас маст хев
так написано словно внеземные технологии

shmalex писал(а):

IMHOTAK писал(а): aiwalev писал(а): В 90-тые? А что не так? много поменял?

Штук пять поменял, - была возможность. А уж отдельные компоненты менял даже чаще чем раз в год.
Тогда многие так делали: что-то продавали, потом доплачивали и покупали покруче.
Потом надоела эта суета и стал модернизировать ПК только по мере необходимости.
Вы, я вижу, этих времён не застали, оттого и скепсис.

shmalex писал(а):

IMHOTAK писал(а): aiwalev писал(а): В 90-тые? А что не так? много поменял? Код: выделить все 1990, 15 октября: 80386SL 1991, 22 апреля: 80486SX 1992, 3 марта: 80486DX2 1992, 9 ноября: 80486SL 1993, 22 марта: Pentium 1994, 7 марта: 80486DX4 1994, август: Intel386 EX 1995, 1 ноября: Pentium Pro 1997, 8 января: Pentium MMX 1997, 7 мая: Pentium II 1998, 15 апреля: Celeron (Pentium II-based) 1998, 29 июня: Pentium II Xeon 1999, 26 февраля: Pentium III 1999, 25 октября: Pentium III Xeon 2000, 23 августа: XScale статья для тех кто не имеет зарядки GaN что сейчас маст хев так написано словно внеземные технологии

А где Cyrix? Где AMD, чьи DX4 обскакивали пентюхи на раз?

Цитата:

При этом США уже столкнулись с трудностями после того, как Китай ограничил экспорт (ввел запрет на экспорт галлия в Америку).

Немножечко офтопа....
Интересно, почему когда пишут, что "Китай ввёл санкции против США" - это звучит как то негативно и осуждающе? Как если бы - "совсем ни за что" и "просто так"? (хотя на деле - весьма есть за что)
А вот если наоборот: "США вводит санкции против Китая" - это называется "защитой американской экономики"? Даже если для санкций повода вообще никакого нет - кроме желания западных лицемеров в очередной раз переписать правила игры, потому что по старым - они уже выиграть не могут.

Мало того когда США вводит санкции против любой другой страны это подают достаточно нейтрально - типа, "ну ввели и ввели... значит заслужили...."

Вопросы риторические, но - пора уже менять мышление и отношение к западному жулью.

Более менее нормально стало после 20 ноября 2000 года, когда вышел
Intel Pentium 4 — одноядерный x86-совместимый микропроцессор компании Intel, ставший первым микропроцессором, в основе которого лежала принципиально новая по сравнению с предшественниками архитектура седьмого поколения (по классификации Intel) — NetBurst.

V_i_S писал(а):

нитриде галлия (GaN) – перспективном полупроводниковом материале, критически важном для создания передовой электроники

Который не имеет отношения к высокопроизводительным процессорам, которые перейдут сначала на кремний-германий, а потом и на чистый германий, с оптимальными рабочими температурами меньше 0°C с соответствующим переездом ЦОДов на полюса.

Цитата:

В физике полупроводников этот параметр указывает энергетическую границу, выше которой электроны уже не могут находиться в стабильном состоянии при температуре абсолютного нуля.

Бред.

WhiteScorpion писал(а):

Цитата: При этом США уже столкнулись с трудностями после того, как Китай ограничил экспорт (ввел запрет на экспорт галлия в Америку). Немножечко офтопа.... Интересно, почему когда пишут, что "Китай ввёл санкции против США" - это звучит как то негативно и осуждающе? Как если бы - "совсем ни за что" и "просто так"? (хотя на деле - весьма есть за что) А вот если наоборот: "США вводит санкции против Китая" - это называется "защитой американской экономики"? Даже если для санкций повода вообще никакого нет - кроме желания западных лицемеров в очередной раз переписать правила игры, потому что по старым - они уже выиграть не могут. Мало того когда США вводит санкции против любой другой страны это подают достаточно нейтрально - типа, "ну ввели и ввели... значит заслужили...." Вопросы риторические, но - пора уже менять мышление и отношение к западному жулью.

Это же звучит в твоей голове, значит это вопрос именно твоего восприятия этой информации. А складывается оно невольно, в т.ч. из-за многолетней пропаганды демоническихкратических ценностей во всём мире.
Лично у меня это не звучит негативно, а уже скорее наоборот, победно, типо Наконец-то нашлись чуствительные моменты ограничения на штаты.

Обычному пользователю париться пока не чего (если у вас хотя бы 12700 к примеру ) то ближайшие лет 5 можно забыть о проце. ну не нужны большие частоты в играх щас. а для дата центров те найдут где взять если надо будет()

Арсенид галлия (GaAs) очень давно и успешно используется в электронике, особенно на СВЧ диапазонах, а вот применение нитрида галлия (GaN) в качестве материала для производства транзисторов началось относительно недавно 90-е годы В чём же особенное преимущество нитрита галлия над арсенидом галлия? Особый интерес вызвало использование в качестве материала для транзисторов, благодаря его способности выдерживать высокие напряжения и температуры
Но т.к. самого галлия не существует в природе в элементарной форме. Обычно его получают в качестве побочного продукта при плавке бокситовой руды в алюминий и при переработке сфалеритовой руды в цинк.
То материалы из Ga, конечно значительно повышают стоимость электронных компонентов и, соответственно, всех электронных приборов.

А где у нас вынужденная высокая рабочая температура?
Правильно - на скоростях в 5-10 скоростей звука.