China avança na produção de semicondutores de diamante para tecnologia de alta potência

Uma equipe de cientistas e engenheiros chineses vinculados ao principal fornecedor de armas eletrônicas de guerra do país alcançou um avanço significativo na produção de semicondutores, com potencial para melhorar consideravelmente o desempenho de dispositivos de micro-ondas de alta potência, radares e dispositivos de detecção. A chave desse avanço está no uso do diamante, também conhecido como o "semicondutor definitivo". Esse novo processo, apesar de complexo, pode representar uma solução para a escassez de semicondutores causada pelas restrições à exportação de tecnologia avançada dos Estados Unidos. Os pesquisadores do 46º Instituto de Pesquisa da China Electronics Technology Corporation (CETC) afirmam ter desenvolvido semicondutores de nitreto de gálio (GaN) com substrato de diamante, que apresentam uma densidade de potência 30% superior a qualquer produto existente atualmente. Se esses chips de diamante, também conhecidos como semicondutores de quarta geração, forem amplamente adotados, poderiam melhorar as capacidades de comunicação em largura de banda, alcance de radar e supressão eletromagnética do PLA, o que poderia conferir uma vantagem significativa em guerra eletrônica, de acordo com informações do SCMP. Os novos dispositivos desenvolvidos pela equipe liderada por Wang Yingmin, especialista-chefe do instituto, apresentam um desempenho superior, incluindo alta potência, alta frequência e baixo consumo de energia, como revelado em um artigo publicado na revista acadêmica chinesa Semiconductor Technology em 31 de janeiro. Enquanto muitas nações ainda estão trabalhando nessa tecnologia em laboratório, a China já resolveu os problemas relacionados à produção em escala. É importante ressaltar que a China já detém uma posição dominante na indústria mundial de diamantes, produzindo 95% da produção global. Somente no ano passado, as fábricas chinesas geraram mais de 16 bilhões de quilates de diamantes sintéticos. O diamante, antes considerado uma joia rara e luxuosa, passou por uma transformação notável como um material industrial rentável na China. Atualmente, um diamante bruto de laboratório pode ser adquirido por apenas US$ 1 em algumas lojas online chinesas. Essa redução de preço abriu caminho para a aplicação do diamante na indústria de semicondutores. O diamante apresenta diversas propriedades que o tornam ideal para chips de micro-ondas de alta potência, como alta condutividade térmica, capacidade de dissipar calor rapidamente e resistência ao desgaste. Além disso, o diamante possui um amplo bandgap, permitindo operar em altas frequências sem perda de sinal. No entanto, usar diamante como substrato para semicondutores de nitreto de gálio não é uma tarefa simples, devido às diferentes estruturas cristalinas e coeficientes de expansão térmica dos dois materiais, causando tensões e defeitos na interface. Os pesquisadores chineses resolveram esse desafio através de um método de deposição química de vapor assistida por plasma, possibilitando o crescimento direto de diamante sobre nitreto de gálio com alta qualidade e baixa tensão. A equipe liderada por Wang afirmou que o trabalho contou com apoio de vários projetos nacionais de pesquisa e desenvolvimento, incluindo o Programa 863, focado no desenvolvimento de tecnologias estratégicas de alta tecnologia. Além disso, estabeleceram parcerias com empresas e instituições para promover a aplicação de lascas de diamante em diversas áreas. Com esse avanço tecnológico na produção de semicondutores de diamante, a China se destaca mais uma vez no cenário global da indústria de tecnologia, reforçando sua posição como um player importante em inovação e pesquisa. O uso de diamante em chips eletrônicos de alta potência pode representar um marco na evolução dos dispositivos de comunicação, radar e detecção, oferecendo novas possibilidades e perspectivas para o setor. É fundamental acompanhar de perto os próximos desdobramentos desse avanço e como ele poderá impactar o cenário tecnológico internacional.

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