Протягом десятиліть виробники мікросхем намагалися зробити напівпровідники швидшими, зменшуючи кремнієві транзистори та розміщуючи їх більше на кожній мікросхемі. Однак зменшення транзисторів несе власні проблеми: ускладнюється контроль потоку електронів, що посилює такі проблеми, як витік струму, втрата потужності та перегрів.
Компанія Nexstrom, стартап з виробництва напівпровідників, інкубований Xora Innovation, вважає, що використання двовимірних (2D) матеріалів замість кремнію є одним із життєздатних шляхів вирішення цієї проблеми, особливо враховуючи, що глобальний дефіцит компонентів, спричинений попитом на центри обробки даних, не зменшується.
Ця сінгапурська компанія створює обладнання та процеси, які дозволять фабрикам виробляти надтонкі напівпровідники, відомі як дихалькогеніди перехідних металів (TMDs), безпосередньо на пластинах мікросхем.
Насправді TMDs не є суто двовимірними; вони просто настільки тонкі, що їх відносять до великої групи матеріалів, які називають “2D-матеріалами”, щоб підкреслити їхню тонкість. TMDs мають товщину лише в кілька атомних шарів — це характеристика, яка привернула увагу виробників мікросхем, які шукають способи подальшого зменшення розмірів чіпів.
Стартап стверджує, що його продукт під назвою North Star призначений для вирощування TMDs безпосередньо на 300-міліметрових (12-дюймових) пластинах, що використовуються в комерційному виробництві мікросхем.
Nexstrom не єдина компанія, яка усвідомлює потенціал використання 2D-напівпровідників для подальшого зменшення розмірів чіпів. TSMC, Intel та бельгійська IMEC розробляють способи інтеграції 2D-матеріалів у транзистори, а компанії-виробники обладнання та матеріалів, такі як AIXTRON, CDimension та кілька стартапів, працюють над іншими частинами виробничого ланцюга.
TSMC, ASML та IMEC нещодавно навіть продемонстрували, як транзистори з 2D-матеріалів можуть бути використані в процесі інтеграції на 300-міліметрових пластинах.
Однак Nexstrom робить ставку на те, що зможе досягти успіху в особливо складному напрямку: виробництво цих матеріалів для напівпровідникової промисловості в промислових масштабах. Технологія компанії частково базується на дослідженнях її співзасновника та головного наукового співробітника Ленса Лі, який раніше керував дослідженнями пост-кремнієвої електроніки в TSMC. Лі працює над 2D-матеріалами з 2012 року.
«У лабораторії люди можуть отримувати дуже маленькі, високоякісні матеріали, але лише в дуже малих масштабах», — розповів Лі TechCrunch. «Саме цей пробіл і заповнює Nexstrom».
Щоб досягти цього, сінгапурська компанія оголосила у вівторок про залучення $12 мільйонів посівного фінансування від інвесторів, зокрема Xora, Foothill Ventures та SEEDS. Загалом компанія вже залучила $15 мільйонів.
Однак замість того, щоб конкурувати з гігантами виробництва мікросхем, такими як TSMC, Samsung та Intel, Nexstrom прагне продавати свою технологію їм або співпрацювати з ними як партнери. Компанія повідомляє, що деякі галузеві гравці вже тестують зразки її пластин і матеріалів, хоча й відмовилася називати їх.
Незважаючи на це, існує кілька проблем, які необхідно вирішити, перш ніж такі крихітні напівпровідники можна буде виробляти в промислових масштабах. Найголовніша з них — стабільне вирощування TMDs по всій площі пластини.
«На даному етапі наша робота зосереджена на забезпеченні якості матеріалів, яку [галузеві партнери] вказали», — повідомила TechCrunch генеральна директорка Nexstrom Фібі Тан. «Ми досягли доведених результатів якості матеріалів на пластинах за допомогою нашої 12-дюймової системи, яка щойно була встановлена. Ми послідовно масштабувалися від 2 до 6 дюймів, і до кінця жовтня завершимо роботу з 8-дюймовою системою».
Nexstrom планує використати отримане фінансування для подальшого розвитку своєї технології та наближення свого обладнання до комерційного виробництва. Тан зазначила, що кошти також підуть на покращення контролю процесів і вимірювальних можливостей, розширення команди та підтримку програм кваліфікації з потенційними клієнтами.
Стартап очікує, що його обладнання буде готове до комерційного виробництва між 2030 та 2035 роками.
Дізнатися більше на: techcrunch.com