Учени разработват диамантен чип за 6G мрежи и сателити

Учени от Масачузетския технологичен институт (MIT) и няколко партньорски организации разработиха нова технология за производство на чипове, която би могла значително да подобри ефективността на бъдещите комуникационни системи – от 6G мрежи до сателити и радари.

Разработката е базирана на галиев нитрид (GaN) – материал, който е водещ кандидат за заместване на силиция във високочестотната и мощна електроника.

Той позволява работа при по-високи напрежения и честоти, но широкото му използване отдавна е възпрепятствано от ключов проблем: прекомерна топлина по време на работа.

За да се справят с този проблем, изследователите се обръщат към диаманта – изкуствено отгледан монокристален диамант с рекордна топлопроводимост, способен ефективно да разсейва топлината от електронните компоненти.

Вместо традиционния подход за отлагане на диамантена слойка отгоре, екипът предприема различен подход: вгражда миниатюрни транзистори от галиев нитрид директно в ултратънка диамантена подложка.

Това е постигнато с помощта на фемтосекундни лазери, които прецизно формират микроструктурите и „отпечатъците“ за елементите на схемата.

Получената архитектура разпределя топлината много по-равномерно и практически елиминира локализираното прегряване.

Това позволява на транзисторите да работят по-близо до максималните си работни условия, без да губят стабилност и надеждност.

Използвайки технологията, изследователите са сглобили усилвател на мощност за безжични комуникационни системи.

В тестовете той демонстрира по-висока изходна мощност, коефициент на усилване и обща ефективност в сравнение с подобни решения, достъпни в научната литература.

Според авторите, тази архитектура може да намери приложение не само в телекомуникациите и бъдещите 6G мрежи, но и във високомощни радари, космически комуникационни системи, индустриални дронове и инфраструктура на центрове за данни.

По-специално, подобреното разсейване на топлината може да намали загубите на енергия и оперативните разходи на големи изчислителни системи.