Американцы планируют испытать производство чипов на борту МКС

Axiom Space — американская компания, специализирующаяся на космических полётах, и единственное коммерческое предприятие, чьи модули подключены к Международной космической станции. По данным Focus Taiwan, компания недавно посетила Тайвань, чтобы представить идею по производству определённых полупроводниковых материалов в космосе. Axiom считает, что уникальные условия низкой околоземной орбиты (НОО) могут позволить производить сверхчистые материалы.

Доктор Коити Ваката, технический директор Axiom Space в Азиатско-Тихоокеанском регионе и бывший командир МКС из Японии, подчеркнул потенциал микрогравитации и вакуумной среды для улучшения производства полупроводников. Эти условия, объяснил он, позволяют выращивать кристаллы без дефектов, что приводит к получению более качественных материалов, которые трудно производить на Земле из-за гравитации и атмосферных загрязнений.

Дивья Панчанатан, руководитель отдела коммерциализации полупроводников в Axiom, пояснила, что гравитация Земли приводит к несовершенствам в кристаллических структурах, в то время как микрогравитация на околоземной орбите обеспечивает более равномерный рост. Кроме того, космический вакуум способствует бесконтейнерной обработке, сводя к минимуму загрязнение и позволяя производить более крупные и производительные кристаллы для полупроводников.

Компания Axiom предложила сотрудничество тайваньским компаниям для проведения первых экспериментов на борту МКС, а после 2030 года перейти к производству на коммерческой станции Axiom. Компания планирует масштабируемый процесс, в рамках которого успешные эксперименты приведут к полномасштабному производству в специальных космических модулях.

Руководители Axiom никогда не раскрывали, о каких кристаллах идёт речь, но, судя по контексту, это, скорее всего, монокристаллические материалы (например, кремний, нитрид галлия, арсенид галлия и т. д.), которые используются в производстве полупроводников в качестве базовых подложек, на которых создаются микросхемы. Составные полупроводники (например, GaN или GaAs) и другие материалы нового поколения могут быть особенно чувствительны к примесям и дефектам, возникающим под воздействием гравитации и факторов окружающей среды на Земле. В условиях микрогравитации расплав и любые примеси могут распределяться более равномерно, что потенциально может привести к повышению качества пластин.

Однако существуют практические соображения, связанные с производством чего-либо в космосе. Запуск материалов в космос и обслуживание орбитального объекта обходятся чрезвычайно дорого. В настоящее время запуск килограмма в космос стоит около 3000 долларов (одна кремниевая пластина весит от 100 до 150 граммов и стоит от 100 до 200 долларов), но ожидается, что использование Falcon Heavy снизит стоимость до 2000 долларов за килограмм и ниже. Даже если пластины будут более высокого качества, стоимость их производства за пределами Земли может перевесить выгоду, по крайней мере, при нынешних затратах на запуск. За несколько десятилетий производители оптимизировали выращивание кристаллов на Земле, и по большей части производители микросхем довольны соотношением качества и цены. Поэтому на данный момент вряд ли имеет смысл производить пластины на низкой околоземной орбите.

Возможно, когда микроэлектронная промышленность перейдёт на субангстремные технологии, ей понадобятся сверхчистые пластины, что может оправдать их производство на низкой околоземной орбите. Однако компаниям, специализирующимся на производстве слитков кремния, нитрида галлия или арсенида галлия, а также их поставщикам, потребуется разработать соответствующие технологии. Тем не менее, даже в этом случае более вероятно, что пластины будут производиться на Земле, хотя и в «изменённых» условиях.

Сообщение Американцы планируют испытать производство чипов на борту МКС появились сначала на Время электроники.