Une percée qui pourrait redessiner la carte des semi-conducteurs militaires.
Récemment, une équipe de chercheurs chinois de l'Université de Pékin a réalisé une avancée significative dans la compréhension et l'amélioration des semi-conducteurs de troisième génération, en particulier le nitrure de gallium (GaN). Cette découverte pourrait bien changer la donne dans la fabrication des composants électroniques avancés, surtout ceux destinés à des applications militaires.
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Découverte révolutionnaire chinoise dans le domaine des semi-conducteurs
Le GaN est un matériau crucial pour de nombreuses technologies de pointe, incluant les stations de base 5G, les systèmes de radar, les communications militaires et la guerre électronique. Contrairement au silicium, le GaN permet une meilleure performance à des tensions, fréquences et températures plus élevées. L'innovation réside dans l'identification et la gestion des défauts de dislocation qui altèrent la structure cristalline du GaN, provoquant des fuites et une baisse de performance.
Implications stratégiques de cette avancée
Avec environ 98 % de la production mondiale de gallium, la Chine a déjà une position d'ultra monopole sur ce marché. En limitant récemment l'exportation de gallium vers les États-Unis, la Chine a accentué la pression sur les coûts des semi-conducteurs basés sur le GaN, ce qui représente un défi majeur pour le Pentagone et l'industrie américaine des semi-conducteurs.
Techniques avancées de visualisation et de contrôle des défauts
L'équipe de recherche a utilisé la microscopie électronique en transmission à balayage (STEM) pour observer les dislocations à l'échelle atomique, une première dans le domaine. Ils ont découvert que l'ajustement du niveau de Fermi, une technique qui modifie les niveaux d'énergie des électrons, permet de contrôler et de réduire ces défauts. Cette méthode, comparable au réglage du niveau d'eau dans des applications hydrauliques, ouvre de nouvelles voies pour la fabrication de GaN de haute qualité et à moindre coût.
Une nouvelle ère pour la fabrication de semi-conducteurs
Les stratégies traditionnelles pour éviter les défauts se concentraient sur l'utilisation de différents substrats et l'ajustement des températures de cristallisation. Toutefois, ces méthodes traitaient les symptômes plutôt que les causes des défauts. Les nouvelles techniques développées par le Professeur Huang et son équipe pourraient révolutionner les processus de fabrication du GaN, en réduisant les coûts tout en augmentant la qualité.
Vers une domination sans partage de la Chine dans le secteur des semi-conducteurs ?
Si la Chine parvient à perfectionner la fabrication de GaN à faible coût et de haute qualité, cela pourrait non seulement renforcer son avantage stratégique dans le domaine des technologies électroniques et de défense mais aussi accroître la compétitivité de ses semi-conducteurs sur le marché mondial. Cette percée signale une étape importante vers l'amélioration de l'efficacité et la réduction des coûts des semi-conducteurs basés sur le GaN, consolidant ainsi la position de la Chine en tant que leader dans la technologie des semi-conducteurs, particulièrement pour les applications militaires et 5G.
Sources :
- https://www.scmp.com/news/china/science/article/3299457/china-solves-gan-chip-defect-puzzle-boosting-edge-us-tech-war
- https://newsroom.univ-lille.fr/actualite/electronique-les-promesses-du-nitrure-de-gallium
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