Современная электроника №3/2019

СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ 74 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2019 НОВОСТИ МИРА Н ИТРИД ГАЛЛИЯ ПРЕВЗОШЁЛ КРЕМНИЙ : НАС ЖДЁТ НОВАЯ ЭРА ТЕХНОЛОГИЙ Эпоха кремниевых технологий подходит к концу, уступая место новому «материалу будущего» – нитриду галлия! На днях Anker представила свой новый крошечный блок питания. По заверениям компании, столь малый размер устройства обусловлен компонентом, который был ис- пользован вместо кремния, а именно – ни- тридом галлия (GaN). Растущая популярность этого прозрач- ного, подобного стеклу материала, гово- рит о том, что однажды он может превзой- ти кремний и сократить потребление энер- гии во всём мире. В течение многих десятилетий кремний был основой технологической индустрии, но мы «достигли теоретического предела того, насколько его можно улучшить», – говорит Дан Цин Ван, доктор наук из Гарварда, ко- торая проводит исследования GaN. По её словам, у всех материалов есть так называ- емая «запретная зона» – прямое следствие того, насколько хорошо они могут прово- дить электричество. У нитрида галлия она больше, чем у кремния, а значит он сможет выдерживать более высокое напряжение и ток сможет проходить через устройство с большей скоростью. Об этом рассказыва- ет Мартин Кубалл, физик из Бристольско- го университета, который возглавляет про- ект по GaN в области энергетики. В результате, GaN намного эффектив- нее своих кремниевых аналогов, что также позволяет сократить и размеры устройств на его основе. С его помощью можно не только уменьшить зарядные устройства, но и заставить систему потреблять мень- ше энергии. По словам Кубалла, замена всей современной электроники на GaN мо- жет потенциально снизить энергопотребле- ние на 10 или 25%. Кроме того, нитрид галлия лучше выдер- живает высокие температуры, что позво- ляет использовать его в весьма агрессив- ной среде. В современных автомобилях все электронные компоненты установлены да- леко от двигателя, чтобы не перегревать- ся, но и это можно исправить. Кстати, этот материал уже давно доми- нирует в другой области производства – в фотонике. В частности, именно нитрид гал- лия служит источником того самого «сине- го света», который используется для чтения Blu-ray дисков. Крошечные лазеры толщи- ной в микрон (1/100 толщины человеческо- го волоса) уже сейчас могут быть исполь- зованы для создания нового поколения ми- кроскопов. Так почему же нельзя просто заменить кремний на GaN? Ответ прост – колоссаль- ная индустрия, десятилетия производящая технологии на кремниевой основе. Такой глобальный переход не может быть осу- ществлён в кратчайшие сроки. Кроме то- го, новый материал постоянно приходится тестировать на надёжность. Ван отмечает, что у нитрида галлия есть и свои слабые места, и стоит исследовать их все, прежде чем запускать массовое производство но- сителей на нитридной основе. Специалисты Anker уверяют, что хоть кремний и дешевле GaN, зарядным устрой- ствам на базе последнего нужно меньше компонентов для полноценного функцио- нирования, что уравнивает оба материала. В настоящее время многие стартапы рабо- тают над развитием этой технологии, не ис- ключено, что в 2020-е годы человечество выйдет из кремниевой эры и войдёт в эру нитрида галлия. Популярная механика