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美國將EDA、氧化鎵和金剛石納入出口管制
來(lái)源：路透社
據路透社報道，美國周五對支持生產(chǎn)先進(jìn)半導體和燃氣渦輪發(fā)動(dòng)機的技術(shù)實(shí)施了新的出口管制，美國稱(chēng)這些技術(shù)對其國家安全至關(guān)重要。
美國商務(wù)部表示，此舉涵蓋的“新興和基礎技術(shù)”包括氧化鎵和金剛石，因為“利用這些材料的設備顯著(zhù)增加了軍事潛力”。
商務(wù)部工業(yè)和安全部副部長(cháng)艾倫·埃斯特維茲 (Alan Estevez) 表示：“允許半導體和發(fā)動(dòng)機等技術(shù)更快、更高效、更長(cháng)時(shí)間和更惡劣條件下運行的技術(shù)進(jìn)步可能會(huì )改變商業(yè)和軍事領(lǐng)域的游戲規則?！?“當我們認識到風(fēng)險和收益，并與我們的國際合作伙伴一起行動(dòng)時(shí)，我們可以確保實(shí)現我們共同的安全目標?！?/span>
這四項技術(shù)是 42 個(gè)參與國在 2021 年 12 月會(huì )議上達成共識控制的項目之一。美國的出口管制涵蓋了比國際協(xié)議更廣泛的技術(shù)，包括用于生產(chǎn)半導體的額外設備、軟件和技術(shù)。
氧化鎵和金剛石使半導體“能夠在更惡劣的條件下工作，例如在更高的電壓或更高的溫度下。使用這些材料的設備顯著(zhù)增加了軍事潛力，”Commerce 說(shuō)。
該部門(mén)表示，這些控制包括 ECAD，這是一種用于驗證集成電路或印刷電路板的軟件工具，“可以推進(jìn)許多商業(yè)和軍事應用，包括國防和通信衛星”。
據美國商務(wù)部介紹，使用氧化鎵和金剛石這兩種超寬帶隙半導體制成的芯片可以在更惡劣的條件下工作，例如在更高的電壓或溫度下，使用它們的設備“顯著(zhù)增加了軍事潛力”
至于稱(chēng)為 ECAD 的電子計算機輔助設計軟件則用于開(kāi)發(fā)具有全柵場(chǎng)效應晶體管或 GAAFET 結構的集成電路。軍事和航空航天國防工業(yè)使用 ECAD 軟件來(lái)設計復雜的集成電路。GAAFET 是設計能夠實(shí)現“更快、更節能、更耐輻射的集成電路”的技術(shù)的關(guān)鍵，這些集成電路具有軍事用途，包括國防衛星
此外，可用于火箭和高超音速系統的增壓燃燒（PGC）技術(shù)也納入了管制。
氧化鎵的關(guān)鍵優(yōu)勢與突破
康奈爾大學(xué)的工程師和材料科學(xué)家在他們的實(shí)驗室設備套件中增加了一種最先進(jìn)的工具，以幫助研究氧化鎵，這種材料通常被視為碳化硅和氮化鎵的繼承者，是許多電力電子應用的首選半導體。
材料科學(xué)與工程助理研究教授哈里·奈爾(Hari Nair)的Duffield Hall實(shí)驗室于6月30日開(kāi)始運行Agnitron Agilis 100金屬有機化學(xué)氣相沉積(MOCVD)系統。它已經(jīng)被專(zhuān)門(mén)校準，以創(chuàng )建氧化鎵薄膜，一種因其處理高電壓、功率密度和頻率的能力而備受珍視的半導體材料。這些特性使其成為電動(dòng)汽車(chē)、可再生能源和5G通信等應用的理想材料。
Nair說(shuō):“氧化鎵的另一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢是能夠從熔融形態(tài)生長(cháng)出這種材料的單晶，這將是擴大基底尺寸的關(guān)鍵?！边@種放大能力對于工業(yè)上采用新半導體材料制造的電子設備非常重要?！?/span>
鎵氧化物MOCVD系統通過(guò)在加熱的單晶半導體襯底上噴涂金屬-有機鎵前驅體來(lái)工作。加熱會(huì )導致前驅體分解，釋放出鎵原子，然后鎵原子與硅片表面的氧原子結合，形成高質(zhì)量的氧化鎵晶體層。
MOCVD是生產(chǎn)化合物半導體外延薄膜的行業(yè)標準，如iii族砷化物、iii族磷化物和iii族氮化物，它們在光學(xué)和移動(dòng)通信以及固態(tài)照明等應用中發(fā)揮著(zhù)重要作用。近五年來(lái)，MOCVD法生長(cháng)的氧化鎵質(zhì)量穩步提高。
Nair說(shuō):“有了這個(gè)系統，我們可以在直徑達2英寸的基底上，在廣泛可調的氧化化學(xué)勢下生長(cháng)薄膜?！薄八€具有非常高的基板溫度能力，我們可以將基板加熱到1500攝氏度。襯底溫度越高，薄膜質(zhì)量越好，這是提高電子器件性能的關(guān)鍵?！?/span>
Nair計劃與AFRL-Cornell中心的外延解決方案和校園其他地方的研究人員合作，優(yōu)化氧化鎵的MOCVD，這將使材料更具有經(jīng)濟吸引力，以尋求高精度，大批量生產(chǎn)的制造商。
Nair說(shuō):“有必要使電力電子產(chǎn)品更緊湊、更高效?！薄捌渲幸粋€(gè)夢(mèng)想是把一個(gè)小房子大小的變電站縮小到手提箱大小。這種創(chuàng )新將是創(chuàng )建智能電網(wǎng)的關(guān)鍵，而基于氧化鎵半導體的電力電子產(chǎn)品是實(shí)現這一目標的一個(gè)跳板?！?/span>
“氧化鎵提供的寬禁帶非常好，但如果不能在大面積基片上生長(cháng)，那么從實(shí)用的角度來(lái)看，它將是一個(gè)難題，”Nair說(shuō)?！把趸売泻艽蟮陌l(fā)展前景，但我們還沒(méi)到那一步?！?/span>
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