«Росэлектроника» создает новые типы транзисторов

Разработки открывают большие возможности в развитии мобильной и космической связи 2 Ноябрь 2016, 12:47
«Росэлектроника» приступила к созданию перспективных типов транзисторов, относящихся к самым передовым в мире. Новые разработки открывают большие возможности в развитии мобильной и космической связи, а также уже в ближайшее десятилетие приведут к значительному уменьшению размеров блоков питания, адаптеров, зарядных устройств.

Как заявил гендиректор «Росэлектроники» Игорь Козлов, новые разработки в сфере полупроводников обеспечивают эффективность техники будущего вне зависимости от сферы ее применения.

«Это основа грядущей цифровой эры. Поэтому «Росэлектроника» прилагает все возможные усилия для обеспечения перспективных разработок и превращения их в готовое изделие с высококонкурентными параметрами», – отметил он.

В частности, московский завод «Пульсар», входящий в холдинг, приступил к проектированию транзистора на основе нитрида галлия (GaN) – широкозонном полупроводнике. Специалисты предприятия планируют получить опытные образцы нового изделия уже в 2017 году. Такой транзистор поднимет на новый уровень производство блоков питания различных типов, а также сыграет значимую роль в развитии мобильной и космической связи.
Структуры GaN уже являются основной частью оптоэлектронных приборов, таких как светодиоды и лазеры. Все более широкое применение они находят и в области радио- и силовой электроники – СВЧ-транзисторов, усилителей сигнала, силовых переключательных транзисторов, преобразователей тока и прочих приборов.

Развитие производства мощных переключательных транзисторов, созданных на основе GaN, как ожидается, уже в ближайшее десятилетие приведет к значительному уменьшению габаритов блоков питания, адаптеров, зарядных устройств. В частности, позволят принципиально сократить массу и повысить эффективность электромобилей и гибридов.

В мобильной связи пятого поколения мощные СВЧ-транзисторы на основе GaN позволят увеличить объемы передаваемого трафика за счет большего диапазона частот. На сегодня разработчики завода «Пульсар» совместно с Институтом сверхчастотной полупроводниковой электроники РАН провели работы по созданию приемопередающих модулей в диапазонах 23-25 ГГц и 57-64 ГГц. Это позволит уже в ближайшее время выпускать монолитные интегральные схемы на основе широкозонных полупроводников.

Приборы на основе GaN обладают высокой радиационной стойкостью, что обуславливает их широкое проникновение в отрасль космической связи.

В то же время другое предприятие холдинга – нижегородский «Салют» – приступило к изысканиям в сфере создания, так называемых, спиновых полевых транзисторов (spin – вращение, вращать). Этот тип полупроводниковых приборов отличает высокая скорость переключений между состояниями транзистора и низкое энергопотребление.

Как отмечают специалисты «Росэлектроники», в настоящее время еще нигде в мире не налажено серийное производство спиновых транзисторов.

Основная идея этих приборов заключается в том, что электроны, инжектируемые в канал транзистора, проходят через ферромагнитный «исток», где приобретают определенную поляризацию. Под действием приложенного электромагнитного поля в канале спины электронов испытывают прецессию и подходят к уже ферромагнитному «стоку». Направление поляризации спина электронов определяется приложенным напряжением на затворе. Таким образом, существуют два варианта, когда спин-поляризованный ток проходит через «сток», либо же, когда спинового тока нет.

Идея очень привлекательна в связи с тем, что обещает создание прибора с очень высокой скоростью переключения между состояниями транзистора и низким энергопотреблением прибора. При этом технологически процесс изготовления спиновых транзисторов, как ожидается, подобен технологиям создания традиционных полевых транзисторов, что существенно удешевляет планируемое производство.