Półprzewodniki produkowane w kosmosie nadchodzą. Tylko czy to się opłaca?

Półprzewodniki produkowane w kosmosie nadchodzą. Tylko czy to się opłaca?

Axiom Space, amerykańska firma znana z komercyjnych misji kosmicznych i unikalnego statusu jako jedyny podmiot prywatny, którego moduły są podłączone do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS), chce zwiększyć potencjał wykorzystania swojej obecności w przestrzeni kosmicznej. Według doniesień z Focus Taiwan, Axiom odwiedził Tajwan, aby przedstawić pomysł produkcji materiałów półprzewodnikowych w środowisku mikrograwitacji.

Firma wskazuje, że warunki panujące na niskiej orbicie okołoziemskiej (LEO), takie jak mikrograwitacja i próżnia kosmiczna, mogą umożliwić produkcję materiałów o ultraczystych strukturach. To może stanowić rewolucję w dziedzinie mikroelektroniki, w której jakość półprzewodników jest kluczowa dla postępu technologicznego.

wafel krzemowy

Mikrograwitacja a jakość półprzewodników

Dr Koichi Wakata, dyrektor ds. technologii Azji i Pacyfiku w Axiom Space i były dowódca ISS, podkreśla, że mikrograwitacja eliminuje wpływ grawitacji Ziemi na proces wzrostu kryształów. Na orbicie materiały mogą rosnąć w sposób bardziej równomierny, co pozwala uniknąć defektów strukturalnych. Próżnia kosmiczna dodatkowo umożliwia przetwarzanie materiałów bez konieczności stosowania pojemników, co minimalizuje ryzyko zanieczyszczenia.

Jak wyjaśniła Divya Panchanathan, globalna szefowa komercjalizacji półprzewodników w Axiom, w warunkach ziemskich procesy wzrostu kryształów są ograniczone przez naturalną grawitację, która sprzyja powstawaniu niedoskonałości. W przestrzeni kosmicznej można uzyskać materiały o znacznie wyższej jakości, co jest szczególnie istotne dla produkcji półprzewodników nowej generacji, takich jak monokrystaliczny krzem, azotek galu (GaN) czy arsenek galu (GaAs).

Plany współpracy z Tajwanem i przyszłość produkcji

Axiom zaproponował tajwańskim firmom współpracę, która miałaby na celu przeprowadzenie wstępnych eksperymentów na pokładzie ISS. Jeśli testy zakończą się sukcesem, firma zamierza przenieść produkcję do własnych, komercyjnych modułów kosmicznych po 2030 roku.

Chociaż Axiom nie zdradził dokładnych materiałów, które miałyby być produkowane, z kontekstu wynika, że chodzi o zaawansowane półprzewodniki, które są podstawą nowoczesnych układów scalonych. Materiały te są niezwykle wrażliwe na defekty i zanieczyszczenia, co czyni warunki kosmiczne idealnym środowiskiem do ich produkcji.

Mimo że produkcja półprzewodników w przestrzeni kosmicznej brzmi obiecująco, jej opłacalność pozostaje kwestią sporną. Obecnie koszt wysłania jednego kilograma materiału na orbitę wynosi około 3000 dolarów, choć rozwój technologii takich jak Falcon Heavy może obniżyć tę wartość do 2000 dolarów za kilogram. Dla porównania, wafel krzemowy waży od 100 do 150 gramów i kosztuje od 100 do 200 dolarów, co oznacza, że koszty transportu znacznie przewyższają cenę samego materiału.

Poszukiwania nowego procesu

Przez dekady producenci optymalizowali procesy wzrostu kryształów na Ziemi, osiągając równowagę między jakością a kosztami. Dlatego, choć kosmiczna produkcja mogłaby dostarczać materiały o wyższej jakości, jej koszty mogą okazać się zbyt wysokie w porównaniu z tradycyjnymi metodami.

Eksperci przewidują, że przemysł mikroelektroniki mógłby zyskać na produkcji w kosmosie dopiero w momencie przejścia na technologie sub-angstromowe, gdzie ultraczyste materiały staną się koniecznością. Wówczas firmy specjalizujące się w produkcji zaawansowanych półprzewodników musiałyby opracować nowe technologie dostosowane do warunków mikrograwitacyjnych.

Niemniej jednak bardziej realistycznym rozwiązaniem wydaje się rozwój „zmodyfikowanych” środowisk produkcyjnych na Ziemi, które będą naśladować warunki panujące na orbicie.

Obserwuj nas w Google News

Pokaż / Dodaj komentarze do: Półprzewodniki produkowane w kosmosie nadchodzą. Tylko czy to się opłaca?

 1 Komentarz
Kolejny proponowany artykuł
Kolejny proponowany artykuł
Kolejny proponowany artykuł
Kolejny proponowany artykuł