О существовании компании Akhan Semiconductor до сего момента никто и не подозревал. Хотя появилась она совсем недавно, но уже громко заявила о себе обещанием изменить привычный мир электронных гаджетов. Смартфоны, умные часы, ноутбуки и шлемы виртуальной реальности получат принципиально новые комплектующие, благодаря которым они станут работать еще быстрее, расходуя при этом меньше энергии и оказывая гораздо меньше вредного воздействия на окружающую среду. За счет чего все это будет возможно? Вместо кремния компания Akhan будет использовать в своих чипах такой популярный в ювелирной отрасли камень, как алмаз.
Для чего нужно отказываться от кремния и делать процессоры на основе алмазов?
Оказывается, алмаз является не только самым твердым минералом по шкале Мооса. По сравнению с кремнием алмазы имеют значительные преимущества по теплопроводности и удержанию энергии. В среднем, эти минералы могут не терять своей работоспособности при нагреве, в пять раз превышающем степень нагрева кремния. Плюс к этому будет сохраняться до 90% энергии, которая обычно тратится в процессе переноса электронов.
"Мы являемся единственной компанией в мире, которая способна создавать [эти алмазы]", - говорит Карл Шурбофф (Carl Shurboff), директор по производству компании Akhan. - "На сегодняшний день у нас сложилась уникальная ситуация, когда мы можем приступить к созданию новой экосистемы".
Область применения алмазных чипов практически безгранична. Для подавляющего большинства людей примером применения алмазов станут электронные устройства, привычные смартфоны. Благодаря техническим алмазам они не будут так сильно нагреваться, как прежде. Смартфон на алмазных чипах будет всегда оставаться прохладным. Вообще, высокие температуры губительно действуют на электронику, поэтому с понижением степени нагрева устройств повысится срок службы различных гаджетов.
А еще телефон сможет стать еще тоньше, так как станут не нужны радиаторы и вентиляторы, без которых не могут работать кремниевые модели. Это освободит место и позволит производителям смартфонов далее совершенствовать их производительность.
Еще одно немаловажное преимущество устройств на алмазных чипах состоит в их более дешевой стоимости. Она достигается, опять же, за счет того, что производителям не нужно беспокоиться о дополнительном охлаждении устройств.
Всеми перечисленными выше преимуществами будут обладать не только смартфоны. Принципиальная схема электромобилей при использовании чипов на алмазах станет на 18% эффективнее.
Охота за алмазами
Основателем и генеральным директором компании Akhan является Адам Хан (Adam Khan). Идея использования алмазов в электронике появилась еще в 2007 году. Он получил профессию инженера-электрика в Университете штата Иллинойс. Целью Адама Хана стало решение двух самых главных проблем, препятствующих организации массового производства искусственных алмазов. Проблемы связаны с осаждением, то есть процессом выращивания алмазного слоя на основании, имеющем форму вафли, и легированием (допированием) - введением примесей для корректировки электрических свойств алмаза.
Компания Akhan подписала ряд лицензионных соглашений, в результате чего в ее арсенале имеются эксклюзивные методы создания синтетических алмазов, которые могут использоваться для производства транзисторов, конденсаторов и резисторов - основных комплектующих современных компьютеров.
В процессе исследовательской работы Адам Хан смог решить поставленную перед собой задачу: был найден метод установления прочной связи алмазов с поверхностью проводящих металлов. Этот метод принадлежит к разряду инновационных. Он позволяет надежно прикреплять металлы и сплавы на алмазные пластины, так чтобы не было негативного влияния на их проводящие свойства. Данное открытие стало своего рода поворотным пунктом в деятельности компании Akhan: появилась новая технология создания полупроводников из алмаза, на основе которых можно производить современные электронные устройства нового поколения. Технология была запатентована в США в 2012 году.
Необычные алмазы
Алмазы, которые используются в новых компьютерных чипах - это не бриллианты, сверкающие на тиаре от Harry Winston. Это специально созданные технические кристаллы, через которые при малых напряжениях могут просачиваться электроны.
"Когда вы говорите слово "алмаз", все думают, что речь идет о добыче природных алмазов или о бриллиантах" - говорит Карл Шурбофф. - "Идею так называемого "полупроводникового" алмаза трудно донести до широкой общественности".
В отличие от алмазов, добываемых из земли на месторождениях в Сибири и Зимбабве, компания Akhan производит их искусственно с применением метана. Так как молекул метана во Вселенной - великое множество, производственные затраты компании сохраняются в разумных пределах.
Суть технического процесса достаточно проста: микроволны нагревают реактор, заполненный водородом, аргоном и вышеупомянутым метаном. По окончании цикла метан достигает состояния плазмы и по консистенции и внешнему виду становится похож на супер горячий газ. В результате появляются тонкие листы алмазного материала, толщина которых составляет около 1/70 диаметра человеческого волоса. И вот здесь начинается будущее.
Полупрозрачные гнущиеся устройства
Компания Akhan работает над созданием гибких алмазных полупроводников, которые могут сгибаться на полные 45 градусов в любом направлении. Это свойство было бы очень востребовано производителями умных часов и фитнес-трекеров.
Конечно, алмазы не вытеснят кремний за один день. Компания Akhan планирует постепенный переход от традиционной технологии к новой. На заводе в городе Гурни (Gurnee), что в штате Иллинойс, США, в первом квартале 2016 года было произведено алмазных чипов на $ 5,5 млн. Полный переход на "алмазные" модели будет происходить в течение двух лет. На глобальный рынок полупроводников компания Akhan пока не вышла, но нет никакого сомнения в том, что алмазы победят кремний в конкурентной борьбе.
Открыть счет для торговли акциями высокотехнологичных компаний