Mówi: | prof. dr hab. inż. Romuald B. Beck |
Funkcja: | wicedyrektor ds. naukowych |
Firma: | CEZAMAT |
Krzemu w elektronice nie wyprze żaden inny materiał przez najbliższych kilkadziesiąt lat. Innowacyjne materiały znajdują tylko pojedyncze zastosowania
Choć na świecie pojawiają się nowe technologie półprzewodnikowe, zdaniem ekspertów krzem pozostanie liderem pod względem wykorzystania w mikroelektronice przez najbliższych kilkadziesiąt lat. Innowacyjne materiały mogą go wypierać w pojedynczych zastosowaniach. Arsenek galu może być nadzieją w kwestii tworzenia ogniw fotowoltaicznych. Z kolei polski wynalazek, azotek galu, otwiera furtkę do miniaturyzacji, m.in. superszybkich ładowarek.
– Technologia krzemowa rozwijała się przez bardzo wiele lat, prawie w nieskończoność przyspieszając funkcjonowanie i działanie układów scalonych. Są tacy, którzy twierdzą, że dochodzimy do krańca jej możliwości, ale według mnie dzieli nas od tego jeszcze kilkadziesiąt lat. Krzem jest niedościgniony pod względem kosztów w stosunku do uzyskiwanych parametrów wyjściowych i ilości zużywanej energii, a do tego jest tak znakomicie poznany, że technologię krzemową można stale udoskonalać – ocenia w rozmowie z agencją informacyjną Newseria Innowacje prof. dr hab. inż. Romuald Beck, wicedyrektor ds. naukowych w CEZAMAT.
Technologia krzemowa jest podstawą rozwoju mikroelektroniki. Półprzewodnik ten jest materiałem, z którego wykonuje się chociażby procesory komputerowe.
– W tej technologii mówimy nadal o rozwoju przede wszystkim w dwóch przestrzeniach: mikroelektroniki i optoelektroniki, czyli fotonicznych elementów zbudowanych na podłożach półprzewodnikowych. To są dwie ogromne grupy zastosowań, dwie ogromne dziedziny, a żeby było ciekawiej takie, które coraz częściej próbujemy składać do jednego urządzenia, do jednego systemu po to, żeby w jednej przestrzeni wykorzystać wszystko to, co najlepsze po stronie elektronicznej, czyli posługiwanie się elektronami, i fotonicznej, czyli posługiwanie się fotonami. Wszystko po to, żeby było taniej, szybciej, lepiej – wskazuje prof. Romuald Beck.
Równolegle rozwijane są też inne technologie półprzewodnikowe. Jednym z takich materiałów jest arsenek galu, który posłużył już do zbudowania przez badaczy z niemieckiego Instytutu Fraunhofera innowacyjnych ogniw słonecznych. Przekształcają one niemal 36 proc. światła słonecznego w energię elektryczną. Tego typu ogniwa mogą znaleźć zastosowanie np. w samolotach z napędem elektrycznym i dronach. Jak podkreśla ekspert, materiał ten nie znalazł jednak szerszego zastosowania na rynku półprzewodników.
– Arsenek galu miał wyprzeć krzem z pozycji lidera. Co roku z ogromnym wysiłkiem powiększano liczbę elementów wykonywanych w arsenku galu i wydawało się, że to oznacza zdobywanie coraz większej części rynku. Technologie krzemowe rozwijały się jednak jeszcze szybciej. 10 proc. rynku to było maksimum, jakie przez ostatnich kilkanaście lat udało się arsenkowi galu uzyskać – podkreśla wicedyrektor ds. naukowych w CEZAMAT.
Kolejnym materiałem, który miał predyspozycje do zastąpienia krzemu, jest azotek galu. Ponad 20 lat temu Polacy opracowali metody jego wytwarzania i zastosowania w elektronice. To materiał o dużo lepszych właściwościach niż krzem, jednak prace nad zastosowaniem tego półprzewodnika w elektronice przyspieszyły dopiero w ciągu ostatnich kilku lat. Firma Xiaomi zbudowała już co prawda na jego bazie superszybkie, miniaturowe ładowarki o mocy 65 W, jednak ze względu na swoją krystaliczną formę azotek galu nie będzie w stanie całkowicie wyprzeć krzemu w mikroelektronice.
– Azotek galu świetnie się sprawdza w szczególnych przypadkach – w pracy w wysokich temperaturach, przy wysokich mocach i wysokich częstotliwościach. Ale już trudno sobie wyobrazić w tej chwili mikroprocesor, który miałby kilkadziesiąt miliardów tranzystorów wykonanych w tej technologii. Byłby za drogi i niezwykle trudny do wykonania – przekonuje prof. dr hab. inż. Romuald Beck.
Według Mordor Intelligence rynek półprzewodnikowych płytek krzemowych w 2020 roku wypracował przychody sięgające 10,8 mld dol., a do 2026 roku zwiększą się one do 15,4 mld dol.
Czytaj także
- 2023-12-12: Cyfryzacja procesów budowlanych przyspiesza. Efektem są lepszej jakości projekty i mniej błędów na budowach
- 2023-10-04: Przez trudną sytuację gospodarczą średnie firmy produkcyjne odkładają na później plany cyfryzacji. Brak finansowania wciąż jest podstawową barierą
- 2023-10-17: Polacy opracowali innowacyjną technologię odzysku surowców z paneli fotowoltaicznych. To pomoże rozwiązać narastający problem zużytych ogniw
- 2023-09-11: Ultraszybka sieć 5G uruchomiona na Politechnice Śląskiej. Posłuży do testowania nowoczesnych rozwiązań dla przemysłu
- 2023-09-26: Na rynek trafi telewizor dedykowany dla dzieci. Będzie odporny na flamastry, zadrapania i uderzenia
- 2023-10-31: Technologia śledzenia gestów może zrewolucjonizować symulatory lotów. Szkolenia będzie można odbywać nawet w domu
- 2023-10-27: Producenci elektroniki poprawiają parametry swoich produktów. Mają być wygodne, energooszczędne i z korzyścią dla zdrowia
- 2023-07-25: Pary młode z pokolenia Z zmieniają branżę ślubną. Oczekują personalizacji usług, streamingu czy wesela zero waste
- 2023-05-16: Handel internetowy będzie rósł w najbliższych latach w tempie kilkunastoprocentowym. Napędza go inflacja, ale też nowinki technologiczne
- 2023-06-13: Imponujące tempo robotyzacji przemysłu w Polsce. Wciąż jednak mamy sporo do nadrobienia
Kalendarium
Więcej ważnych informacji
Jedynka Newserii
Jedynka Newserii
Konsument
Brytyjscy naukowcy dowiedli, że odczuwania szczęścia można się nauczyć. Trzeba jednak stale to ćwiczyć
Sześcioletnie badania, połączone z prowadzeniem kursów uczących tego, jak poprawić samopoczucie i stać się człowiekiem szczęśliwym, wykazały, że stosując odpowiednie strategie, można uzyskać zadowalające rezultaty. Przejście kursu prowadzonego przez naukowców z Uniwersytetu Bristolskiego umożliwia poprawę parametrów świadczących o samopoczuciu nawet o 15 proc. Okazuje się jednak, że zalecane ćwiczenia należy wykonywać trwale – w przeciwnym razie następuje regres do poziomu sprzed ich wdrożenia. Dobre wyniki badań skłoniły ich autora do wydania poradnika. Jego polskojęzyczna wersja ukaże się w maju.
Konsument
Techniki genomowe mogą zrewolucjonizować europejskie rolnictwo i uodpornić je na zmiany klimatu. UE pracuje nad nowymi ramami prawnymi
Techniki genomowe (NTG) pozwalają uzyskiwać rośliny o większej odporności na susze i choroby, a ich hodowla wymaga mniej nawozów i pestycydów. Komisja Europejska wskazuje, że NTG to innowacja, która może m.in. zwiększyć odporność systemu żywnościowego na zmiany klimatu. W tej chwili wszystkie rośliny uzyskane w ten sposób podlegają tym samym, mocno wyśrubowanym zasadom, co GMO. Dlatego w ub.r. KE zaproponowała nowe rozporządzenie dotyczące roślin uzyskiwanych za pomocą technik genomowych. W lutym br. przychylił się do niego Parlament UE, co otworzyło drogę do rozpoczęcia negocjacji z rządami państw UE w Radzie. Wątpliwości wielu państw członkowskich, również Polski, budzi kwestia patentów NGT pozostających w rękach globalnych koncernów, które mogłyby zaszkodzić pozycji europejskich hodowców.
IT i technologie
Nowy ośrodek w Krakowie będzie wspierać innowacje dla NATO. Połączy start-upy i naukowców z sektorem obronności
Połączenie najzdolniejszych naukowców oraz technologicznych start-upów z firmami z sektora obronnego i wojskowego – to główny cel akceleratora, który powstaje w Krakowie. Będzie on należał do natowskiej sieci DIANA, która z założenia ma służyć rozwojowi technologii służących zarówno w obronności, jak i na rynku cywilnym w krajach sojuszniczych NATO. Eksperci liczą na rozwiązania wykorzystujące m.in. sztuczną inteligencję, drony czy technologie kwantowe. Dla sektora to szansa na pozyskanie innowacji na skalę światową, a dla start-upów szansa na wyjście na zagraniczne rynki i pozyskanie środków na globalny rozwój.
Szkolenia
Akademia Newserii
Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.