Алмазные микросхемы идут на смену кремнию

Не стоит ожидать, что алмазные микросхемы полностью заменят кремниевые в течение ближайших 20 лет
Правительство Японии инициировало начало работ в рамках межотраслевого исследовательского проекта по разработке полупроводников на алмазной основе. Возможно, однажды эта технология заменит производство микросхем на кремниевой базе и позволит создавать исключительно быстрые полупроводники высокого напряжения.

Работы по проекту курирует Министерство экономики, торговли и промышленности Японии. Предполагается, что работа продолжится несколько лет.

Алмазные микросхемы сохраняют работоспособность при температуре до 1000?C, в то время как температурный предел обычных кремниевых микросхем составляет 150?C, напомнил Хидейо Окуси, директор по исследованиям японского Национального института перспективных прикладных наук и технологий, который уже принимал участие в нескольких исследовательских проектах, связанных с разработкой алмазных микросхем. Это означает, что такие микросхемы могут работать со значительно большей частотой или более высокой скоростью, а также могут функционировать в более высокотемпературной среде, например в двигателях внутреннего сгорания.

Алмаз выдерживает напряжение около 200 В (кремниевый электронный компонент — 20 В). Это означает, что силовые электронные приборы, например обратные преобразователи, станут значительно меньше. Сейчас для работы с высоким напряжением применяются комплексы кремниевых микросхем, состоящие из большого числа кристаллов, что приводит к увеличению размеров соответствующих устройств.

Электроды плоскопанельных дисплеев на алмазной основе могут испускать также большее число электронов, а следовательно, жизненный цикл устройств на базе таких электродов станет значительно более продолжительным, чем у устройств на основе кремниевых технологий.

В то же время не стоит ожидать, что алмазные микросхемы полностью заменят кремниевые в течение ближайших 20 лет. Тому есть две основные причины. Первая связана со стоимостью. Несмотря на то что уже разработаны искусственные алмазы для микросхем, даже они еще слишком дороги. Подложка размером четыре квадратных миллиметра стоит несколько сот долларов, тогда как кремний обходится практически даром. Кроме того, имеются затруднения с переносом электрического тока в алмазе, и сейчас инженеры пытаются найти присадки, которые обеспечили бы передачу электричества.

Несколько крупных японских производителей электроники уже ведут исследования в области полупроводников на алмазной основе. Ожидается, что они присоединятся к проекту.