Цей стартап хоче замінити кремній у вашому смартфоні на діаманти

Швидше за все, ви ніколи не чули про компанію Akhan Semiconductor, але вона вже на шляху до виробництва апаратного забезпечення, яке буде лежати в основі вашого наступного смартфона, смарт-годинника, ноутбука або гарнітури віртуальної реальності. Нові компоненти не лише служитимуть довше і працюватимуть краще, ніж сучасні технології, але й матимуть набагато менший вплив на навколишнє середовище. У чому секрет? Алмази.

Замість того, щоб робити процесорні чіпи з кремнію, Ахан використовує улюблений ювелірний камінь.

Навіщо робити процесори з діамантів?

Алмази, виявляється, не просто найтвердіший мінерал за шкалою Мооса. Вони вміють передавати тепло і набагато краще утримують енергію, ніж кремній, який використовується в більшості сучасної електроніки. Мінерали, в середньому, можуть працювати в п’ять разів гарячіше і усувають до 90 відсотків енергії, яка зазвичай втрачається в процесі передачі електронів.

• Звукові панелі LG 2023 року стають бездротовими, отримують екранні елементи керування та зручні для ігор входи
• Плутанина з процесорами зробила покупку ноутбука в 2022 році кошмаром
• Щойно придбали новий iPhone? Ось 12 порад і підказок для його освоєння

“Ми єдина компанія в світі, яка може створити [ці діаманти]”, – сказав Карл Шурбоф, операційний директор Akhan, в інтерв’ю Digital Trends, – “і ми маємо унікальні можливості для створення нової екосистеми”.

“Ми можемо створити пристрій, який … є повністю гнучким і може легко обертатися навколо вашого зап’ястя”.

Сфери застосування практично нескінченні. Для споживчих пристроїв, таких як смартфон у вашій кишені, алмаз може різко зменшити кількість тепла, яке він виробляє. Наприклад, смартфон, виготовлений з алмазу, буде прохолоднішим до вашого обличчя, коли ви розмовляєте з приятелем, але він також може прослужити значно довше. Високі температури агресивно впливають на електроніку, а це означає, що будь-яке зменшення тепла може збільшити термін її служби.

Ваш телефон також міг би бути тоншим, оскільки йому не знадобилися б радіатори, що регулюють температуру, і вентилятори, як у кремнієвих моделях. І як додатковий бонус, він може бути швидшим – новознайдений тепловий запас дозволить виробникам телефонів підвищити продуктивність.

Можливо, ще більш неймовірно, що електроніка на основі алмазів може бути дешевшою, ніж їх кремнієві аналоги, сказав Шурбофф. Це, знову ж таки, тому, що виробникам не доведеться турбуватися про охолодження пристроїв.

Але смартфони – не єдині пристрої, які можуть отримати вигоду. Виробники електромобілів, такі як Tesla, націлені на підвищення ефективності схем приблизно на 18 відсотків, що, за словами Шурбоффа, може легко перевищити діаманти Ахана. Діаманти призначені для важкого виробництва та аерокосмічних фірм, які часто вимагають матеріалів, досить міцних, щоб витримувати екстремальну радіацію, таку як рентгенівське випромінювання.

“Це одночасно елегантно і надзвичайно високотехнологічно”, – сказав Шурбофф.

Копають алмази

Адам Хан, засновник і генеральний директор компанії Akhan, задумав цю ідею в 2007 році, коли він почав займатися комерціалізацією електроніки на основі алмазів. Хан, випускник Іллінойського університету в Чикаго і виробничого факультету Стенфордського університету, за фахом інженер-електрик, тому він прагнув вирішити два найбільш серйозні бар’єри для масового виробництва алмазів: осадження, процес вирощування шару алмазу на пластинчастій основі, і легування, або точне налаштування електричних властивостей алмазу.

Хан отримав підтримку від колег, особливо від вчених з Аргонської національної лабораторії Міністерства енергетики США (DOE). Хан підписав ліцензійні угоди про інтелектуальну власність, які надали компанії ексклюзивні методи створення синтетичних алмазів і використання їх для виробництва транзисторів, конденсаторів і резисторів – компонентів сучасних комп’ютерів.

Дослідження лабораторії перегукувалися з одним із ранніх відкриттів Хана: алмази, які надійно прилипали до металів-провідників. Новизна полягала в процесі скріплення. Хан знайшов спосіб надійно прикріплювати метали і сплави до алмазних пластин, не впливаючи на провідність жодного з матеріалів. Це відкриття привело в рух останні гвинтики на шляху до кінцевої мети Хана: напівпровідники – найважливіший компонент електричних ланцюгів – з алмазу. У 2012 році він отримав патент США на цю роботу.

Не звичайні діаманти

Діаманти Ахана – це не те огранювання, яке ви можете знайти на тіарі Гаррі Вінстона. Замість цього, як розповів начальник відділу операцій Ахана Карл Шурбофф в інтерв’ю Digital Trends, вони розроблені спеціально для того, щоб пропускати електрони всередину гаджетів.

“Коли ви говорите “алмаз”, всі думають про шахтні алмази або криваві алмази”, – сказав він. “Ідею напівпровідникового алмазу важко донести до широкої громадськості”. На відміну від алмазів, видобутих з підземних тунелів в Сибіру і Зімбабве, алмази Akhan створені людиною і виробляються з використанням метану – “найпоширенішої молекули у Всесвіті”, зазначає Шурбофф, і цей факт допомагає компанії утримувати витрати в межах розумного.

Знайомтесь, AKHAN Semiconductor

Для їх виробництва Akhan використовує мікрохвилі для нагрівання реактора, заповненого воднем, аргоном і вищезгаданим метаном. Після завершення циклу метан досягає плазмового стану, набуваючи консистенції і вигляду надгарячого газу. Результат: тонкі листи алмазного матеріалу розміром близько 1/70 діаметра людської волосини. Саме тут починається майбутнє.

Напівпрозорі, гнучкі пристрої

Більш захоплююче, ніж смартфон з алмазом в ньому, те, що лежить на горизонті: напівпрозорі, гнучкі алмазні пристрої. Ахан працює над гнучкими алмазними напівпровідниками, які можуть згинатися на 45 градусів в будь-якому напрямку, що, на думку Шурбоффа, стане знахідкою для смарт-годинників і фітнес-трекерів.

“Людям, які купили смарт-годинник і цікавляться стилем, не подобається, наскільки вони громіздкі і потворні, і тому вони їх не носять”, – сказав він. “Ми можемо створити технологію, яку можна перенести на все, що завгодно, вона повністю гнучка і може легко обернутися навколо вашого зап’ястя”.

Звичайно, алмази не збираються проростати за одну ніч. Акхан починає з малого, поєднуючи свої алмазні технології з традиційним кремнієм для клієнтури, яка в значній мірі є промисловою. Його новий завод в Герні, продукт пакета стимулів на суму 5,5 мільйона доларів від штату Іллінойс, почав відвантажувати чіпи в першому кварталі 2016 року. Приблизно через два роки він почне виробляти готові до споживання повністю алмазні моделі.

І коли це станеться, Шурбофф сказав, що вплив на навколишнє середовище буде незначним. Компанія стверджує, що для виробництва її алмазних напівпровідників потрібно на 20 відсотків менше води, ніж для виробництва кремнію, і що пристрої без радіаторів і вентиляторів, які стали можливими завдяки її чіпам, дозволять скоротити приблизно 85-90 відсотків теплових матеріалів, які в кінцевому підсумку потрапляють на звалища. Хоча в даний час Akhan отримує метан від сторонніх постачальників, Шурбофф сказав, що одним з майбутніх джерел може бути забруднення, подібне до того, яке виробляється автомобілями.

“Ми працюємо з висококваліфікованими людьми та цінними партнерами”, – сказав він. “Це провідна світова компанія”.

Пройде ще деякий час, перш ніж Ахан отримає чіп для світового ринку напівпровідників, галузь, вартість якої в 2016 році оцінювалася в $327 млрд, але Шурбофф впевнений, що алмази стануть великим конкурентом кремнію.

Рекомендації редакції

• Підступне оновлення iOS змусило мене знову захопитися iPhone 14 Pro
• Як iPhone 14 Plus став одним з найбільших технологічних провалів 2022 року
• 7 важливих порад, як підготувати новий Apple Watch до носіння на зап’ясті
• Як налаштувати новий телефон Samsung Galaxy як професіонал
• У 2023 році Apple повинна виправити свій ганебний ліміт в 5 ГБ iCloud

Source: digitaltrends.com