Китай инвестирует 210 миллионов долларов в производство алмазных полупроводников нового поколения

Китай приступил к реализации проекта стоимостью 1,5 млрд юаней (около 210 млн долларов США), направленного на создание первой в стране интегрированной промышленной цепочки производства полупроводниковых материалов четвёртого поколения. Инициатива должна укрепить позиции Китая в сфере передовых материалов для микроэлектроники и расширить возможности национальной полупроводниковой отрасли за пределами уже развитого производства синтетических алмазов.

Новая производственная база будет построена в зоне высоких технологий города Чжэнчжоу, расположенного в провинции Хэнань. Соответствующее инвестиционное соглашение администрация технопарка подписала 26 июня с компанией Zhongke Powder Research (Henan) Superhard Materials Co., Ltd.

Компания, работающая при поддержке Центрально-Южного университета, планирует создать полный производственный цикл. Он охватит выпуск оборудования для химического осаждения алмаза из газовой фазы (CVD), выращивание монокристаллических алмазов, эпитаксию, микро- и наномеханическую обработку, а также изготовление современных подложек для корпусирования полупроводниковых компонентов.

Проект является частью более широкой стратегии Китая по укреплению собственной цепочки поставок в полупроводниковой промышленности на фоне растущего спроса на современные электронные материалы. Хотя кремний по-прежнему остаётся основным материалом для производства микросхем, учёные все активнее исследуют алмаз и другие материалы со сверхширокой запрещённой зоной. Такие материалы способны выдерживать значительно более высокие электрические нагрузки, эффективнее отводят тепло и сохраняют работоспособность в экстремальных условиях, где традиционные полупроводники достигают своих физических ограничений.

Ожидается, что реализация проекта позволит провинции Хэнань использовать накопленный опыт в производстве сверхтвёрдых материалов для выхода на рынок высокотехнологичных полупроводниковых компонентов.

Полупроводники четвёртого поколения создаются на основе материалов со сверхширокой запрещённой зоной, к которым относятся алмаз и оксид галлия. По сравнению с традиционными полупроводниковыми материалами они обладают более широкой запрещённой зоной, выдерживают значительно более высокие напряжения пробоя и отличаются исключительно высокой теплопроводностью. Благодаря этим свойствам они рассматриваются как перспективная основа для мощной электроники и устройств, работающих при высоких температурах.

По данным разработчиков проекта, такие материалы могут найти применение в ускорителях искусственного интеллекта, системах отвода тепла в электронике, оборудовании для сетей связи 5G и 6G, электромобилях, а также в биомедицинских технологиях.

Новая производственная площадка будет использовать собственную технологию компании LPPHT, предназначенную для изготовления микро- и наноалмазов. Она должна обеспечить массовое производство полупроводниковых материалов промышленного уровня. В рамках проекта планируется установить 500 установок микроволнового плазменного химического осаждения из газовой фазы (MPCVD), которые будут использоваться для выращивания монокристаллических алмазных пластин диаметром от 50 до 100 мм.

Кроме того, предприятие оснастят 50 производственными линиями для выпуска сферических микро- и наноалмазных порошков, применяемых при создании современных функциональных материалов.

Согласно плану проекта, первые 200 установок MPCVD должны быть введены в эксплуатацию до конца 2026 года. После выхода предприятия на полную мощность ожидается, что уже через три года его годовой объем производства достигнет примерно 3 млрд юаней, что эквивалентно около 420 млн долларов США.

На церемонии подписания соглашения председатель совета директоров компании Чэнь Цзэмин заявил, что строительство новой базы позволит вывести микро- и наноалмазы из стадии лабораторных исследований на уровень масштабного промышленного производства.

Он также отметил, что после завершения строительства предприятие сможет выпускать монокристаллические алмазные пластины диаметром от 50 до 100 мм с использованием 500 установок MPCVD, а также производить сферические микро- и наноалмазы на 50 линиях, работающих по технологии LPPHT.

Новая производственная база будет тесно сотрудничать с ранее созданным в Чжэнчжоу Научно-исследовательским центром материалов для полупроводников четвёртого поколения, основанным совместно Центрально-Южным университетом и CAS Powder Research. Предполагается, что совместная работа позволит сформировать полный инновационный цикл, включающий фундаментальные исследования, разработку технологий, их передачу в промышленность и последующее массовое производство.

Провинция Хэнань уже считается одним из крупнейших мировых центров производства синтетических алмазов. Благодаря развитию производства алмазных материалов полупроводникового класса регион рассчитывает перейти от выпуска промышленных алмазов к созданию высокотехнологичных материалов для современной электронной промышленности.