В России бурно развиваются технологии производства микросхем на нитриде галлия (GaN). Значение этого полупроводникового соединения, обладающего целым рядом выдающихся по сравнению с традиционным монокристаллическим кремнием (Si) характеристик, в наши дни неуклонно возрастает.
GaN относится к полупроводникам с широкой запрещённой зоной (энергией, необходимой для перемещения электрона из валентной зоны в зону проводимости). Поскольку напряжение пробоя и термическая стабильность у GaN значительно выше, чем у кремния, это обеспечило большой спрос на GaN устройства в силовой электронике. Производители диодов Шоттки, силовых МОП транзисторов и зарядных устройств для электромобилей всё чаще останавливают свой выбор именно на GaN полупроводниках.
Более высокая подвижность электронов, чем у кремния, предопределила широкое применение таких полупроводниковых устройств и в радиочастотном оборудовании: радарах и базовых станциях мобильной связи. Да и сверхбыстрые зарядные устройства для смартфонов тоже уже не редкость.
В России темой нитрида галлия серьёзно занялся Зеленоградский нанотехнологический центр (ЗНТЦ). Тот самый, который недавно выпустил первый российский фотолитограф, и активно развивает производство отечественной фотоники. ЗНТЦ планирует не много ни мало запустить самое настоящее контрактное производство GaN полупроводниковых устройств. Полный цикл собственного кристального производства зеленоградцам в помощь.
Российским проектировщикам будет достаточно только разработать GaN чип. После чего все хлопоты, связанные с его производством, возьмёт на себя ЗНТЦ. Причём на этапе проектирования зеленоградцы также планируют помогать разработчикам в плане типовых технологических процессов. В общем-то, схожим образом работает тайваньский гигант полупроводникового производства TSMC.
Запуск контрактного производства запланирован на будущий год. Речь идёт о производстве полупроводниковых устройств (прежде всего для СВЧ и силовой электроники). Планируется работать со 150 мм GaN(Si) пластинами по техпроцессам до 250 нм. А это вполне добротный мировой уровень.
Другой российский передовик, воронежский НИИ электронной техники (НИИЭТ), входящий в российскую группу предприятий «Элемент», уже сейчас является ведущим в стране производителем мощных кремниевых СВЧ транзисторов (LDMOS = с боковой диффузией). Причём это производство полного цикла: существует как кристальное производство транзисторов, так и цех корпусирования.
В текущем году НИИЭТ приступил к созданию собственного кристального производства транзисторов по технологии «GaN на кремнии». Запуск производства планируется осуществить в 2028 году. Разумеется, корпусирование также будет осуществляться на собственных мощностях предприятия. Проект осуществляется при поддержке Фонда развития промышленности РФ.
Производятся ли в России GaN кристаллы прямо сейчас? Да, производятся. Отличилось питерское АО «Светлана-Рост», первой в России самостоятельно разработавшее и развернувшее серийное производство ЭКБ на основе нитрида галлия (на подложках из карбида кремния).
В общем, отечественные радиоэлектроника и автопром могут смотреть в будущее с оптимизмом: без инновационных GaN полупроводников российская промышленность их не оставит.
Статью про разработку российского EUV фотолитографа на основе ксенона можно прочитать в премиум-разделе канала «Фотолитограф»::