Новости Hardware → нанотехнологии
Главная новость

Samsung первой начала выпускать память DRAM с использованием сканеров EUV: отгружен первый миллион модулей

Samsung первой начала выпускать память DRAM с использованием сканеров EUV: отгружен первый миллион модулей

Компания Samsung Electronics сообщила о преодолении знаковой вехи. Клиенты компании получили в своё распоряжение один миллион модулей памяти DDR4 на первых в мире кристаллах памяти, для выпуска которых использовались сканеры диапазона EUV. Все они прошли комплексное тестирование и рекомендованы для установки в ПК премиального уровня и в серверы.

Согласно устоявшейся традиции, Samsung не раскрывает точные нормы производства чипов памяти в новом поколении. Кодовое обозначение данного техпроцесса ― D1x. Отметим, сканеры EUV с длиной волны 13,5 нм используются только для небольшой части производственных операций. Полностью перевести выпуск памяти поколения D1x на проекцию со сверхжёстким излучением компания планирует в следующем году. Такая память получит обозначение D1a.

Быстрый переход

Производитель сканеров для выпуска чипов компания ASML ожидает резкого снижения выручки в первом квартале

Близится время отчётов компаний о работе в первые три месяца 2020 года. Это произойдёт примерно через три недели, но уже сейчас понятно, что все они будут хуже, чем ожидалось. В поисках виновного далеко ходить не надо ― это пандемия коронавируса SARS-CoV-2. Также очевидно, что еще до появления полных отчётов мы услышим о корректировке ранее озвученных прогнозов по выручке, и начнём мы эту тему с сообщения компании ASML.

Сборка EUV-сканера на заводе ASML

Сборка EUV-сканера на заводе ASML

Крупнейший в мире производитель сканеров для полупроводниковой литографии нидерландская компания ASML сообщила, что в первом квартале 2020 года она ожидает снижения выручки на 25 % по сравнению со сделанным ранее прогнозом. Так, вместо ожидаемой суммы в районе $3,1–3,3 млрд в первые три месяца 2020 года компания выручит $2,4—2,5 млрд.

Снижение квартальной выручки не означает, что ASML потеряет эти деньги. Она монополист и единственный производитель сканеров диапазона EUV. Просто заказы будут реализованы позднее и недополученные сейчас деньги придут позже.

Руководство компании озвучило три главные причины непрогнозируемого снижения выручки в первом квартале. Во-первых, возникли задержки с поставкой сканеров диапазона DUV (193 нм) в Ухань и другим клиентам компании. Получатель этого оборудования в Ухане не раскрывается, но речь может идти о компании YMTC, один из заводов которой расположен непосредственно в этом городе и где выпускается «национальная» память 3D NAND.

Второй причиной снижения выручки ASML стало нарушение цепочки поставок, но к сегодняшнему дню эта проблема решена. Наконец, третья причина отложенного получения выручки ― это ускоренная поставка сканеров диапазона EUV клиентам. Сообщается, что из-за опасений влияния пандемии на цепочки поставок (сканеры где-то могут задержаться) заказчики попросили доставить EUV-сканеры на место до проведения цикла заводских испытаний. Полные испытания будут проведены в ходе пусконаладочных работ на заводах клиентов компании, только после чего будет проведена оплата за новое оборудование.

Прогнозы на второй квартал делать пока рано. Тем не менее, ASML временно приостановила выкуп собственных акций.

Источник:

Два в одном: фотодиод из перовскита может быть одновременно светодиодом

Учёные продолжают изучать «российский минерал» ― перовскит, впервые найденный примерно 200 лет назад в уральских горах, и находить ему новые применения. Новая разработка позволяет фотодиоду из перовскита одновременно быть светодиодом, для чего достаточно поменять приложенное к диоду смещение на обратное.

Данное открытие сделали учёные из Линчёпингского университете в Швеции. Правда, оно основано на ранних исследованиях учёных из этого университета и некоторых зарубежных академических учреждений. Новое исследование, которое привело к созданию «оптических приборов с двунаправленной связью», было проведено совместно с разработчиками из Шэньчжэньского университета, Технического университета Нанкина, Нанкинского университета аэронавтики и астронавтики и Китайского университета Гонконга.

«Двуличный» фотодиод (или светодиод) даёт возможность упростить производство электронных схем, в которых необходима оптическая связь между двумя и большим числом приборов. Например, это может быть востребовано для кремниевой фотоники. В зависимости от поданного на диод смещения он может как фиксировать фотоны, так и излучать их. Предложенную схему учёные испытали на практике в устройстве измерения пульса человека. При этом электронные цепи и приборы в передающих и принимающих узлах были абсолютно идентичными (см. фото выше).

Созданный учёными опытный фото-светодиод показал внешнюю квантовую эффективность больше 21 % и оказался способен вырабатывать энергию (захватывать фотоны) мощностью до пиковаттного уровня. Длина волны излучения в режиме светодиода при этом составляла 804 нм (красное свечение). Ждём интересных реализаций этой технологии.

Источник:

«Резиновые» электроды помогут лучше считывать сигналы с мозга

Буквально вчера мы сообщали о новом исследовании по преобразованию электрических импульсов в коре головного мозга в понятную речь. В этом исследовании использовались по 250 вживленных в мозг каждого пациента электродов. Учёные из США и Китая предлагают поменять металлические электроды на более безопасные для тканей мозга мягкие электроды из резиноподобных полимеров. И не просто предлагают, а представляют технологию их производства.

Мягкие электроды для мозга (MIT)

Мягкие электроды для мозга (MIT)

Электрические сигналы в мозге проявляют себя перемещением ионов. Выработанные нейроном ионы попадают на металлические контакты электродов и обнаруживают нервную деятельность в прослушиваемом участке. Беда в том, что мягкие ткани мозга могут воспаляться в месте контакта с металлом зонда и вызывать появление рубцовой ткани. Мягкие полимерные электроды избавили бы пациентов от такой напасти. Но они должны быть не только безопасными, но также иметь возможность улавливать ионы и быть токопроводящими.

Международная американо-китайская группа учёных во главе с профессором Массачусетского технологического института Сюаньхэ Чжао (Xuanhe Zhao) разработала безопасную для пациентов альтернативу. За основу будущих мягких электродов был взят электропроводящий полимер PEDOT:PS. В обычном состоянии это жидкое вещество с высокой текучестью и предназначено для нанесения покрытий. Учёные предложили использовать PEDOT:PS в качестве строительного материала для отдельных электродов.

Сначала с помощью сублимационной сушки (сушка замораживанием) из PEDOT:PS удалялся жидкий компонент. В результате получалась матрица из токопроводящих нановолокон. Затем эти волокна растворялись в воде в смеси с органическим растворителем. На выходе получался вязкий гидрогель, который можно было использовать в качестве «чернил» в 3D-принтере.

Результат печати токопроводящими чернилами электродов вы можете увидеть на фотографии выше. Полученные таким способом мягкие электроды были проверены на мозге живой мыши. Электрод смог зафиксировать активность одиночного нейрона. Такая высокая точность была достигнута за счёт того, что пористая структура мягкого электрода даёт возможность улавливать отдельные ионы всем объёмом, а не только контактной поверхностью.

Иллюстрация Nature Communications

Иллюстрация Nature Communications

Безусловно, использование даже мягких электродов требует хирургического доступа к живым тканям мозга. Но это всё равно лучше, чем втыкать в живой мозг иглы зондов. Данные об исследовании, добавим, были опубликованы в издании Nature Communications.

Источник:

Хитиновые чешуйки жука подсказали, как получить яркий белый цвет без пигментов

Сегодня для придания белого цвета лакам, краскам, продуктам и даже лекарствам используется порошок диоксида титана (пищевая добавка E171). Это вещество не разлагается в природе и даже есть исследования, которые ставят под сомнение безопасность диоксида титана для здоровья человека. Немецкие учёные предлагают заменить диоксид титана наноструктурированным материалом с высокой отражающей способностью, секрет которого подсмотрен у природы.

Julia Syurik, KIT

Julia Syurik, KIT

Учёные из Технологического института Карлсруэ (KIT) изучили строение хитиновых чешуек жука Cyphochilus insulanus (род хрущей). Этот жук интересен тем, что он в солнечном свете выглядит белоснежно белым, хотя его чешуйки не несут окраски с таким пигментом. Высокое рассеивание отражённого света от чешуек происходит за счёт уникальной наноструктуры их поверхности. Если подобной текстурой покрыть мебель или поверхность других изделий, то они будут казаться ярко белыми даже без покраски. Тем самым диоксид титана с его сомнительными экологическими свойствами может уйти в прошлое.

Сотрудники Технологического института Карлсруэ разработали техпроцесс получения полимерной фольги с наноструктурированной поверхностью. Несмотря на то, что фольга чрезвычайно тонкая, гибкая и лёгкая, она механически стабильная и может быть использована в широком спектре продукции. При толщине 9 мкм такая плёнка отражает 57 % падающего света. Увеличивая толщину структуры можно добиться 90 % отражения падающего света.

По своей структуре полимерная светоотражающая поверхность напоминает пористую губку. Она отражает свет по тому же принципу, как это происходит с пеной для бритья. Материал, покрытый такой структурой, выглядит белым, хотя окраске он не подвергается. Для придания подобных свойств лаку или краске можно добавлять в него микроструктурные шарики из нового материала, тогда изделиям можно будет придавать белый цвет без добавления пигмента в виде диоксида титана. Утверждается, что ряд производителей лакокрасочных материалов заинтересовались разработкой.

Производитель «памяти для космоса» отметил высочайшую надёжность памяти MRAM Everspin

Помимо многих замечательных качеств, главными из которых являются устойчивость к перезаписи и длительное время удержания данных, магниторезистивная память отличается также устойчивостью к радиационному облучению. Последнее открыло перед памятью MRAM дорогу в небо и космос. Шесть лет сотрудничества компании Everspin с производителем электроники для аэрокосмической отрасли компанией CAES подтверждает это лучше всего.

Компания Cobham Advanced Electronic Solutions (CAES) представила доклад по использованию памяти MRAM в условиях повышенного радиационного фона. Согласно данным CAES, чипы магниторезистивной памяти разработки компании Everspin выдерживают излучение до 1 Мрад без спонтанного появления ошибок в ячейках памяти, пробоев и случайных переключений значений (показатели SEU, SEL и SEGR).

Кроме высокой устойчивости к радиации память MRAM по технологии Everspin в виде 16-Мбит микросхем и 64-Мбит многочиповых сборок характеризуется практически неограниченным числом циклов перезаписи. На деле, конечно, это не так. Но память MRAM позволяет перезаписывать данные более 20 лет, что в среднем дольше, чем длятся космические миссии, а значит, память переживёт время жизни космического аппарата и не важно, как много раз она могла бы быть переписанной после выхода его из строя.

Также опытная эксплуатация и экстраполяция результатов даёт понять, что данные в памяти MRAM могут без изменения храниться свыше 20 лет при температуре в диапазоне от –40 °C +105 °C. Следует отметить, что речь идёт о микросхемах MRAM с технологическими нормами 180 нм, которые по заказу CAES выпускает компания TSMC. Для ячейки MRAM с меньшими технологическими нормами эти характеристики могут быть несколько хуже.

Клиентами CAES на память MRAM являются около 70 компаний, которые создали 144 разработки на основе этой технологии хранения данных. Для всех них и для индустрии было бы желательно повысить плотность записи в чипах MRAM. Это позволит новая технология STT-MRAM с записью в ячейку с помощью переноса момента спина электронов. Компания Everspin на линиях GlobalFoundries начала выпуск 1-Гбит 28-нм чипов STT-MRAM и планирует снизить технологические нормы производства до 12 нм. Впрочем, памяти STT-MRAM ещё предстоит пройти проверку космосом.

Источник:

В погоне за деревом: учёные напечатали сложные объекты с рекордным содержанием целлюлозы

Учёные давно мечтают привнести в сферу аддитивной 3D-печати материалы с высоким содержанием целлюлозы. Такие материалы были бы экологически чистыми и обладали бы рядом интересных свойств в плане гибкости и прочности. Группе разработчиков из Цюриха удалось повысить содержание целлюлозы в 3D-модели до рекордного уровня.

Модели с высоким содержанием целлюлозы (Eidgenössische Technische Hochschule Zürich)

Модели с высоким содержанием целлюлозы (Eidgenössische Technische Hochschule Zürich)

Материаловеды из Высшей технической школы Цюриха разработали техпроцесс, с помощью которого смогли довести процент целлюлозы в напечатанной на 3D-принтере сложной модели до 27 %. Интересно, что при этом объём целлюлозных волокон и наночастиц в «чернилах» для печати составлял всего от 6  % до 14  %. Чтобы повысить объёмное содержание целлюлозы в модели, пришлось пойти на один трюк.

Сначала объёмная модель печаталась с помощью водного раствора целлюлозы с низким её содержанием. После печати модель помещалась в ванну с органическим растворителем, который сплавлял частички и волокна целлюлозы друг с другом. Происходила усадка модели и, как следствие, рост объёмной концентрации целлюлозы.

На следующем этапе модель помещалась в раствор со светочувствительным пластиковым прекурсором. В процессе выпаривания растворитель из модели улетучивался, а в освобождающийся каркас материала проникал пластик. Затем под воздействием ультрафиолетового облучения пластик отвердевал, и модель принимала окончательный вид. За счёт подбора пластика с разными свойствами можно менять жёсткость и прочность модели от гибкой до прочной, выдерживающей достаточно тяжёлый груз.

Eidgenössische Technische Hochschule Zürich

Eidgenössische Technische Hochschule Zürich

Впрочем, у данной технологии есть один недостаток. Толщина стенки целлюлозных 3D-моделей не может быть больше 5 мм. Чем толще стенки изделия, тем не равномернее происходит усадка модели в процессе обработки растворителем и последующим выпариванием. Это ведёт к деформации модели. Так что исследователям есть ещё над чем работать.

Источник:

Учёные нашли способ повысить чувствительность инфракрасных фотодатчиков

Инфракрасный диапазон успешно эксплуатируется как на бытовом уровне, так и в науке, технике и в системах безопасности. Пульты дистанционного управления, приборы ночного видения, системы сканирования багажа, телескопы и многое другое были бы невозможны без инфракрасных фотодатчиков. Группе учёных из России, Японии и США удалось существенно повысить чувствительность инфракрасных фотодатчиков, что сулит много интересных решений.

Иллюстрация. Дизайнер — Дарья Сокол, пресс-служба МФТИ

Иллюстрация. Дизайнер — Дарья Сокол, пресс-служба МФТИ

Как сообщает нам пресс-релиз МФТИ, учёные института совместно с коллегами из Японии и США рассчитали параметры инфракрасных фотоприемников из слоев графена и смеси черных фосфора и мышьяка. Полученные таким образом датчики способны улавливать инфракрасное излучение с энергией меньше запрещенной зоны этих слоев без графена. Более того, меняя соотношение добавок, датчики легко модифицировать для увеличения чувствительности к нужной длине волны света. В частности, это должно привести к появлению сверхчувствительных приемников дальнего инфракрасного и терагерцевого излучения.

Помимо бытового применения дальний инфракрасный диапазон крайне важен в науке. Например, это излучение свойственно космической пыли, знание о которой дают представление об эволюции галактик. Также терагерцевое излучение применяется в системах безопасности для сканирования багажа, и оно намного безопаснее рентгеновского. Появление более чувствительных датчиков позволит улучшить характеристики приборов и инструментов во многих сферах.

Основная идея при разработке новых фотодатчиков заключалась в том, чтобы максимально уменьшить так называемый темновой ток ― движение электронов (дырок) в материале фотоприёмника под воздействием температурных процессов. Такое движение возможно даже при отсутствии внешнего сигнала (излучения), что ведёт к появлению шума в приборе и к снижению его чувствительности.

В ходе расчётов и последующих экспериментов выяснилось, что если графеновый монослой окружить слоями из смеси черного фосфора и черного мышьяка в различных пропорциях, то это, во-первых, позволяет сдвигать рабочий диапазон частот фотоприемника и, во-вторых, существенно снижает темновой ток. Как правило темновой ток подавляется с помощью охлаждения датчиков, но новое открытие обещает привести к появлению фотоприёмников с высоким соотношением сигнал/шум даже при высоких рабочих температурах.

Источник:

Инженерная ассоциация IEEE представила план развития широкозонных полупроводников

Силовая электроника на так называемых широкозонных полупроводниках ― это та копейка, которая рубль бережёт. Эффективность инверторов на ключах из карбида кремния или нитрида галлия достигает 99 %. И это не единственное их преимущество, хотя в свете тотальной электрификации транспорта эффективность ― это главное. Как этим распорядиться? Для этого институт IEEE подготовил трёхуровневую «дорожную карту».

Shutterstock

Shutterstock

Институт инженеров электротехники и электроники — IEEE — это некоммерческая ассоциация специалистов в области техники. На счету рабочих групп этой организации множество стандартов по радиоэлектронике, электротехнике и аппаратному обеспечению вычислительных систем и сетей. Всем привычный Wi-Fi, например, это серия стандартов IEEE 802.11х. Поэтому появление стандартов или рекомендаций IEEE в области развития и продвижения полупроводников с широкой запрещённой зоной можно только приветствовать.

Дискретные и интегрированные решения на широкозонных полупроводниках (WBG, wide bandgap) позволяют и позволят выпускать предельно компактные и эффективные преобразователи энергии для смартфонов, ноутбуков, серверов и бытовой электроники. Они найдут применение в системах питания электромобилей и в преобразователях энергии, полученной из возобновляемых источников (а там с мощностью или постоянством источников очень негусто, так что эффективность оправдает себя на все сто процентов).

Планы по оптимальному развитию WBG-решений и областей применения широкозонных полупроводников составили рабочие группы Общества IEEE PELS (Power Electronics Society). Это технологическая дорожная карта для силовых полупроводников с широкой запрещенной зоной или ITRW. «Цель этого документа ― ускорить процесс НИОКР, чтобы реализовать потенциал этой новой технологии».

Четыре направления ITRW включают области изучения подложек и отдельных элементов (транзисторов), конструкцию модулей и упаковку, решения и область применения полупроводников на основе нитрида галлия (GaN) и область применения полупроводников на основе карбида кремния (SiC). В разработке рекомендаций в этих областях участвуют эксперты со всего мира, в том числе материаловеды и инженеры, специалисты по устройствам и исследователи, политики и представители промышленности и научных кругов.

Представленные планы по продвижению широкозонных полупроводников разделены на краткосрочные (5 лет), средние (5–15 лет) и долгосрочные. Краткосрочные планы опираются на существующие продукты и приложения. Среднесрочные планы разъясняют пути наиболее успешной коммерциализации WBG-разработок, а долгосрочные планы посвящены перспективным разработкам, например, созданию интегрированных WBG-преобразователей. «Дорожная карта» не бесплатная. Только участники PELS получат её бесплатно. Для членов IEEE доступ к документу стоит $50, а для всех остальных ― по $250.

Добавим, стандартами в области широкозонных полупроводников также занимается комитет JEDEC, и его рабочие группы уже достигли определённого успеха на этом пути.

Источник:

Полупроводники смогли удивить: они могут вести себя как металлы и как сверхпроводники

Международная группа учёных обнаружила новое свойство полупроводников. Оказалось, что один и тот же материал, но с несколько отличающейся атомарной структурой, обнаруживает фундаментально различные свойства. Это открытие заставит по-новому взглянуть на материалы для электронной промышленности. Может так статься, что мы, фигурально выражаясь, до сих пор забивали гвозди микроскопом.

На левом изображении слева проволока из полупроводника, а справа Z-образная прволока с металлическими свойствами. На правом изображении эта же нанопроволока между золотыми контактами.

На левом изображении слева проволока из полупроводника, а справа Z-образная проволока с металлическими свойствами. На правом изображении эта же нанопроволока между золотыми контактами.

Учёные из британского Университета Суонси и немецкого Университета Ростока провели глубокий анализ кристаллической структуры на поверхности полупроводниковых материалов. С помощью так называемого коллоидного синтеза учёные смогли получить из полупроводника сульфида свинца две по-разному упорядоченные структуры.

В обычных условиях оба типа атомов в материале равномерно смешаны, что позволяет сульфиду свинца быть полупроводником со всеми вытекающими свойствами. Но после специальной обработки взвеси материала в жидком растворе атомы свинца выстроились вдоль всей поверхности полученной таким образом нанопроволоки. Новая структура стала проводить существенно больше электрического тока, как это свойственно металлу, и показала обратную зависимость от температуры, что также характерно для металлов. Полупроводниковых свойств она не продемонстрировала.

Более того, после охлаждения нанопроволоки до криогенных температур она стала вести себя как сверхпроводник. Иначе говоря, её сопротивление электрическому току резко упало. Данное открытие позволяет надеяться, что в других популярных материалах также кроется возможность фундаментально менять свои свойства при определённой несложной обработке. А раз есть тайные возможности, то это даёт надежду на прорыв там, где не этого давно не ждали.

Источник:

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥