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Cientistas da China desenvolvem novos chips semicondutores com diamante com capacidade de ser 30% mais potente e ultrapassar os Estados Unidos em termos de tecnologia.
Com foco em ultrapassar os Estados Unidos, uma equipe de cientistas e engenheiros da China, ligados ao maior fornecedor de armas de guerra eletrônica do país, conseguiu um avanço na produção de semicondutores que poderá melhorar de forma significativa o desempenho de dispositivos de micro-ondas de alta potência, radares e dispositivos de detecção. Trata-se de uma nova tecnologia de chips semicondutores com o uso de diamante.
Novos chips semicondutores com diamante possuem 30% a mais de potência
O segredo para a China superar os Estados Unidos 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 Estados Unidos.
Pesquisadores do 46º Instituto de Pesquisa da China Electronics Technology Corporation (CETC) afirmaram ter desenvolvido semicondutores de nitreto de gálio (GaN) com substrato de diamante que possuem uma densidade de potência 30% maior do que qualquer produto existente.
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Caso esses chips semicondutores com diamantes, 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.
Segundo a equipe da China, liderada por Wang Yingmin, especialista-chefe do instituto, em um artigo publicado na revista acadêmica chinesa Semiconductor Technology em 31 de janeiro, esses novos dispositivos têm desempenho superior, incluindo alta potência, alta frequência e consumo de energia ultrabaixo.
Chips semicondutores com diamante seriam viáveis?
Enquanto outras nações ainda lutam com essa tecnologia de chips semicondutores com diamante, a China já resolveu até mesmo os problemas na linha de produção.
Segundo a equipe, um avanço tecnológico foi alcançado através do cultivo de diamantes diretamente em GaN no processo industrial. Vale mencionar que a China já conta com uma posição dominante na indústria mundial de diamantes com 95% da produção mundial. Só no último ano, as fábricas chinesas produziram mais de 16 bilhões de diamantes sintéticos.
Antes considerado uma jóia 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 espaço para aplicação do diamante na indústria de chips na China, podendo ultrapassar os Estados Unidos.
O diamante conta com diversas propriedades que o tornam o material ideal para Chips semicondutores 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 conta com grande resistência ao desgaste, permitindo suportar elevados esforços elétricos e mecânicos – além de um amplo bandgap, permitindo atuar em frequências sem sofrer perda de sinal.
Desafios encontrados pelos cientistas da China
Apesar de tudo, usar chips semicondutores com diamantes GaN não é algo tão simples. O diamante e o nitreto de gálio possuem estruturas cristalinas e coeficientes de expansão térmica diferentes, gerando altas tensões e defeitos na interface entre os dois materiais.
Os pesquisadores da China afirmam 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 afirma 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.
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