Новые чипы могут быть использованы для создания чрезвычайно мощного радара, работающего в X-диапазоне (высокочастотном микроволновом диапазоне, используемом в основном военными для обнаружения угроз и наведения ракет), и могут производиться массово при относительно низких затратах
Существующая технология микросхем «не может удовлетворить потребности новых микроволновых систем сверхвысокой мощности из-за их относительно низкой удельной мощности», — заявила группа под руководством старшего инженера Ху Яньшэна из China Electronics Technology Group (CETC). У нового чипа «блестящее будущее в практическом применении», заявили разработчики чипа в статье, опубликованной в рецензируемом журнале Research and Progress of Solid-State Electronics в прошлом месяце.
Ученые, участвовавшие в этом проекте, ожидают, что радар с активной фазовой решеткой нового поколения будет генерировать сигналы мощностью до 30 мегаватт, что достаточно сильно для обнаружения целей на расстоянии 4500 км (2800 миль). По словам команды, для генерации мощных электромагнитных волн в виде быстрых импульсов потребуются «десятки тысяч» чипов, слаженно работающих вместе.
Как считает руководитель группы разработчиков, немногие продукты на мировом рынке могут удовлетворить эти экстремальные требования к мощности. В их новом чипе используется нитрид галлия, полупроводниковый материал. Галлий — редкий металл, который может повысить мощность и эффективность электронных устройств.
Слой нитрида галлия в чипе имеет толщину всего несколько нанометров, что позволяет ему генерировать сильные сигналы с быстрым потоком электронов. Но, по мнению команды Ху, при выходной мощности более 1 киловатта большинство полупроводников на основе галлия подвержены пробую, поскольку утечка электронов происходит под высоким напряжением. Исследователи добавили алюминий к нитриду галлия, который может стать барьером для предотвращения утечки электронов. Однако добавление слишком большого количества алюминия может повлиять на поток электронов и снизить пиковую мощность чипа. В статье Ху и его коллеги поделились своей формулой оптимального химического состава, открытой после долгих проб и ошибок. Команда разработчиков также модернизировала затвор — ключевой компонент чипа, отвечающий за передачу сигнала. Они изменили его с широко используемой Т-образной формы на V. По их словам, эта небольшая модификация значительно увеличила мощность и качество радиолокационного сигнала.
По словам исследователей, тепловой стресс является серьезной угрозой для работы радара, но новый чип может оставаться при температуре намного ниже порога безопасности даже при работе на максимальной мощности.
Ужесточение санкций США побудило китайское правительство, вооруженные силы и компании больше инвестировать в технологические инновации. Шэньчжэньский технологический гигант Huawei, который в последние годы был главной целью правительства и законодателей США, в прошлом месяце выпустил первый телефон 5G для спутниковых звонков.