Có bài này nói về công nghệ GaN, tôi từng đưa từ tháng 1/2022 bên vol 7 ở OF
Chính nó đã nói về công nghệ sản xuất GaN của JSC NIIET ở bài trên.
Trước khi có vụ sản xuất hàng loạt bóng bán dẫn GaN ở post trước, Nga phải mua từ nước ngoài
Làm thế nào câu đố về chu trình đầy đủ của công nghệ nitrua gali (full cycle of gallium nitride technology) được ghép lại với nhau Công nghệ Gali nitrua là một trong những hướng đi đầy hứa hẹn trong việc phát triển cơ sở linh kiện điện tử dùng cho công suất và điện tử vi sóng. Phạm vi ứng dụng mà nó trở thành một trong những ứng dụng hiệu quả nhất, và trong một số trường hợp, đơn giản là không thể thiếu, là cực kỳ rộng và mở rộng từ bộ sạc gia đình đến các hệ thống giao thông điện quan trọng, hệ thống viễn thông tiên tiến và các thiết bị radar hiện đại. Trên toàn thế giới, công nghệ này đang phát triển nhanh chóng, và trong Chiến lược phát triển ngành công nghiệp điện tử của Liên bang Nga giai đoạn đến năm 2030, nó được đưa vào lĩnh vực trọng điểm là "Phát triển khoa học và kỹ thuật" .
Viện Nghiên cứu Khoa học Công nghệ Điện tử thuộc Công ty cổ phần Voronezh (JSC NIIET) là một trong những công ty đầu tiên ở Nga chú ý đến hướng đi này. Đến nay, họ đã tạo ra một công việc tồn đọng đáng kể trong việc phát triển và sản xuất cả các linh kiện điện tử dựa trên gali nitride (GaN ) và các thiết bị sử dụng chúng. Hơn nữa, một số GaN -devices NIIET đã cung cấp hàng loạt cho người tiêu dùng.
Bài viết này sẽ thảo luận về lý do tại sao công nghệ này lại có triển vọng đến vậy, NIIET JSC đã đạt được những gì trong lĩnh vực này và những nhiệm vụ cần giải quyết trong tương lai gần và lâu dài hơn.
Spoiler
Click để xem chi tiết
Một chút về lịch sử
Nhân loại đã có nhiều khám phá trong lịch sử và thực hiện một số lượng lớn các phát minh, nhưng chỉ một số ít trong số đó đã thay đổi về mặt chất lượng cuộc sống của chúng ta, và tất nhiên, phát minh ra transistor bán dẫn cũng nằm trong số đó. Mặc dù rơ le điện từ vẫn có thể đáp ứng các nhiệm vụ chuyển mạch có điều khiển và bộ khuếch đại tín hiệu được chế tạo thành công trên các ống chân không, bóng bán dẫn đã đưa điện tử - cả tương tự và kỹ thuật số - lên một tầm cao mới. Ngoài việc đạt được độ tin cậy cao, khả năng sản xuất, các đặc tính điện của thiết bị, theo thời gian, bóng bán dẫn có thể tạo ra một loại sản phẩm hoàn toàn mới - mạch tích hợp, làm cho các thiết bị phức tạp có chức năng cao trở nên nhỏ gọn, dễ sử dụng và dễ tiếp cận với mọi người, và không chỉ dành cho các nhà khoa học và chuyên gia trong các lĩnh vực nhất định,
Tuy nhiên, các đặc tính của một linh kiện bán dẫn thể rắn, là một bóng bán dẫn, phần lớn được xác định bởi các đặc tính của vật liệu được sử dụng. Hơn nữa, các thông số nhất định của một vật liệu cụ thể trở thành yếu tố hạn chế sự phát triển hơn nữa: bóng bán dẫn "nằm" trong một giới hạn không thể vượt qua do các quy luật vật lý. Đồng thời, ngày càng có nhiều nhiệm vụ khác nhau được giao cho thiết bị điện tử, nó thâm nhập vào hầu hết các lĩnh vực trong cuộc sống của chúng ta và phải ứng phó với những thách thức mới. Do đó, các nhà khoa học và kỹ sư trên khắp thế giới không ngừng tìm kiếm các giải pháp mới, kể cả trong lĩnh vực vật liệu, có thể giúp tạo ra bước nhảy vọt trong việc cải thiện hiệu suất của bóng bán dẫn.
Tại sao lại sử dụng gali nitride?
Có rất nhiều chất bán dẫn mà bóng bán dẫn có thể được thực hiện, và kể từ khi phát hiện ra hiệu ứng bóng bán dẫn, nhiều người trong số chúng đã được coi là ứng cử viên để sử dụng trong các thiết bị này. Bóng bán dẫn lưỡng cực đầu tiên là gecmani. Từ những năm 1940, nghiên cứu cũng đã được thực hiện trong lĩnh vực gali nitride. Nhưng nhanh chóng thay, silicon đã chiếm vị trí dẫn đầu: các đặc tính của nó khá được chấp nhận vào thời điểm đó, một số đặc tính của nó đã vượt qua germanium và điều rất quan trọng là nó có công nghệ tiên tiến và rẻ tiền.
Mối quan tâm đến gallium nitride bắt đầu hồi sinh vào những năm 1970, và vào đầu những năm 1990, một sự kiện quan trọng đã xảy ra - dựa trên vật liệu này, đèn LED UV và xanh lam sáng đã được tạo ra, giúp có thể thực hiện bộ ba màu đỏ-xanh lục-xanh lam hoàn chỉnh trên chất bán dẫn để tạo ra các màn hình màu, cũng như để tạo ra các đèn LED chiếu sáng mà chúng ta hiện đang sử dụng, kể cả trong cuộc sống hàng ngày.
Nhưng ngoài khả năng phát ra ánh sáng ở vùng trên của quang phổ, vật liệu này có các đặc tính rất hữu ích khi sử dụng ngày càng nhiều ổ điện và các thiết bị điện tử công suất khác, cũng như nhu cầu về tần số cao hơn với sự phát triển của thông tin liên lạc di động kỹ thuật số, cải thiện độ chính xác và các ứng dụng trong các lĩnh vực mới của radar (đủ để nhắc lại rằng hiện nay trên nhiều ô tô hiện đại, radar giúp người lái xe kiểm soát "điểm mù", giữ khoảng cách, v.v.) và nói chung, ngày càng tăng sử dụng điện tử vi sóng. Chúng ta hãy lưu ý những đặc điểm chính của GaN.
Trước hết, gali nitride có khoảng cách vùng cấm rộng (3,39 eV so với 1,12 eV đối với silicon) và cường độ trường tới hạn cao (3,3 MV / cm, trong khi đối với silicon là 0,3 MV / cm). Thông số đầu tiên ảnh hưởng, trước hết là phạm vi nhiệt độ hoạt động của bóng bán dẫn: độ rộng vùng cấm càng lớn, nhiệt độ cao hơn bóng bán dẫn có thể duy trì các thông số của nó. Trong thực tế, GaN cho phép bạn tạo ra các bóng bán dẫn hoạt động ở nhiệt độ lên đến 225 ° C. Ngoài ra, đặc tính này của vật liệu gắn liền với công suất điện tối đa mà bóng bán dẫn có thể kiểm soát. Cường độ trường tới hạn xác định điện áp giới hạn có thể được áp dụng cho bóng bán dẫn: khi sử dụng vật liệu có giá trị cao hơn của thông số này, một thiết bị có cùng kích thước có thể quản lý một điện áp lớn.Những đặc điểm này cho thấy GaN là một vật liệu đầy hứa hẹn để tạo ra các bóng bán dẫn công suất.
Gali nitride cũng cho phép sử dụng nó trong công nghệ vi sóng. Vì vậy, theo một trong những đặc điểm quan trọng nhất đối với khu vực này - vận tốc trôi của độ bão hòa điện tử - vật liệu này vượt qua silicon 2-3 lần. Theo tính di động của các hạt mang điện tích, nó tương ứng với silicon, nhưng kém hơn so với arsenide gali, chất truyền thống cho bóng bán dẫn vi sóng. Đối với GaN, thông số này ở mức chấp nhận được, và mặc dù vật liệu này không phải là vật liệu dẫn đầu không thể tranh cãi trong lĩnh vực vi sóng, nhưng tính đến các đặc tính quyết định sự kết hợp giữa tần số và đặc tính năng lượng của thiết bị, nó cho phép bạn tạo ra vi sóng. bóng bán dẫn với mật độ công suất duy nhất. Những thiết bị như vậy không thể được chế tạo trên cơ sở không chỉ silicon mà còn cả gali arsenide, có độ rộng vùng cấm và cường độ trường tới hạn nhỏ hơn nhiều.
Có thể thấy, không thể tránh khỏi những thỏa hiệp, nhưng sự kết hợp các đặc tính của GaN xác định ba lĩnh vực mà việc sử dụng vật liệu này đã cho thấy hiệu quả của nó: quang điện tử (điốt phát quang và laser trạng thái rắn), chuyển đổi nguồn và cao - bóng bán dẫn vi sóng công suất.
Từ lý thuyết đến thực hành
Mặc dù những ưu điểm của gallium nitride đã được biết đến từ lâu, nhưng năm ra đời của bóng bán dẫn GaN thường được coi là năm 1993, khi bài báo "Bóng bán dẫn hiệu ứng trường kim loại-bán dẫn dựa trên một chip gallium nitride" được xuất bản. trong Thư vật lý ứng dụng (M. Asif Khan, JN Kuznia, AR Bhatarrai, DT Olson Bóng bán dẫn hiệu ứng trường bán dẫn kim loại dựa trên GaN đơn tinh thể), trong đó các tác giả mô tả kết quả tạo và đo các đặc tính của MOSFET thu được trên vật liệu này . Và bóng bán dẫn GaN bắt đầu đi vào công nghệ nối tiếp, đặc biệt là để tiêu dùng hàng loạt, thậm chí muộn hơn, và nói chung quá trình này vẫn đang diễn ra.
Một trong những yếu tố hạn chế trong sự phát triển của công nghệ GaN là khá khó khăn để phát triển một tinh thể của vật liệu này để sử dụng tiếp như một chất nền độc lập. Do đó, các bóng bán dẫn gallium nitride được hình thành trong các lớp biểu mô, được lắng đọng trên các chất nền làm bằng vật liệu khác. Silicon cacbua (SiC) là một trong những vật liệu truyền thống. Ưu điểm của nó trong trường hợp này là sự tương tự của mạng tinh thể với gali nitrua, làm giảm số lượng lớp đệm và nói chung đơn giản hóa quá trình tạo dị cấu trúc. Tuy nhiên, bản thân cacbua silic rất đắt, đó là lý do tại sao giá thành của bóng bán dẫn tương đối cao.
Một lựa chọn thỏa hiệp là sự kết hợp của silicon công nghệ rẻ tiền và gali nitride, có sự kết hợp đặc tính nổi bật. Gần đây, các công nghệ epitaxy đã được tạo ra và thử nghiệm để có thể tạo ra các dị cấu trúc GaN-Si chất lượng cao và đáng tin cậy, và một lợi thế bổ sung của công nghệ này là khả năng làm việc với các tấm wafer có đường kính lớn (ngày nay, lên đến 200 mm) , giúp giảm giá thành của các thiết bị được sản xuất.
Triển vọng đối với nitrua gali trên silicon có vẻ đầy hứa hẹn. Do đó, theo ước tính được Research and Markets công bố vào tháng 11 năm nay, trong giai đoạn 2021-2026, tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) của thị trường thiết bị điện dựa trên gali nitride sẽ vào khoảng 19%. Đồng thời, GaN-Si chiếm thị phần ngày càng tăng trên thị trường thiết bị gali nitride và theo một số dự báo, sẽ vượt qua GaN-SiC đã có trong nửa cuối những năm 2020, có thể là do việc sử dụng ngày càng nhiều các thiết bị như vậy trong điện tử tiêu dùng, đặc biệt là trong điện thoại thông minh, từ - vì yêu cầu ngày càng tăng đối với thiết bị đầu cuối, cũng như do chi phí của công nghệ này giảm hơn nữa.
Các thiết bị hoạt động không đúng nguyên tắc, nhưng trong trường hợp
Theo ghi nhận, Viện Nghiên cứu Khoa học Công nghệ Điện tử Voronezh là một trong những doanh nghiệp trong nước đầu tiên quan tâm đến công nghệ gali nitride dùng trong vi sóng và điện tử công suất. Cho đến nay, công ty cung cấp hơn 25 loại thiết bị vi sóng công suất cao dựa trên gali nitrua trên cacbua silic trong vỏ kim loại-gốm, được sản xuất hàng loạt và tiêu thụ trong ngành với tổng khối lượng 25-30 nghìn chiếc. trong năm.
Danh pháp của NIIET JSC trong lĩnh vực thiết bị vi sóng dựa trên GaN bao gồm cả bóng bán dẫn mạnh mẽ, xung và liên tục, và bộ khuếch đại công suất dựa trên chúng, được làm trong hộp bóng bán dẫn và được kết hợp ở đầu vào và đầu ra để hoạt động trong mạch có trở kháng 50 Ohm . Các tần số được bao phủ bởi các bóng bán dẫn GaN của công ty bao gồm các dải L-, S-, C- và X (1 đến 12 GHz) và công suất xung của các thiết bị này đạt 400 W.
Các bóng bán dẫn chuyển mạch nguồn thường đóng của NIIET JSC đáng được quan tâm đặc biệt. Thông thường, các bóng bán dẫn GaN chính ở trạng thái mở ở điện áp bằng không tại cổng, và để đóng chúng, cần phải áp dụng phân cực âm cho cổng. Các bóng bán dẫn thường đóng của cấu trúc cải tiến hoạt động ở chế độ làm giàu và ở trạng thái đóng ở điện áp cổng bằng không, và mở khi điện áp đặt vào cổng trên một ngưỡng nhất định. Thuộc tính này đơn giản hóa đáng kể mạch trình điều khiển.
Trong lĩnh vực bóng bán dẫn chuyển mạch nguồn, Viện đã phát triển các thiết bị dựa trên gali nitrua trên silic với điện áp đánh thủng nguồn từ 100 đến 450 V, dòng xả trực tiếp từ 20 đến 40 A và dòng chảy xung từ 50 đến 115 A.
Hiện tại, các bóng bán dẫn gallium nitride có điện áp đánh thủng nguồn thoát nước là 600 V. Đang được phát triển. Đạt được giá trị này về mặt chất lượng sẽ mở rộng phạm vi của các thiết bị này: các bóng bán dẫn này có thể được sử dụng để chuyển đổi trực tiếp điện áp nguồn 220 V trong nguồn điện, tính toán biên độ điện áp sự cố cần thiết.
Tất cả mọi người đều có thể sử dụng công nghệ
Như đã nói, hiện tại, các bóng bán dẫn của NIIET JSC được sản xuất trong các hộp sứ kim loại. Giải pháp này, do độ tin cậy và khả năng chống lại các tác động bên ngoài, trước đây đã được sử dụng trong các thiết bị quân sự và mục đích đặc biệt, nhưng trong thị trường dân sự, đặc biệt là thị trường tiêu dùng, nó thường không có tính cạnh tranh do giá thành cao.
Hiện Viện đang coi thị trường dân dụng là một ưu tiên. Đặc biệt, điều này là do những phát triển mới trong bóng bán dẫn điện dựa trên công nghệ của nitrua gali trên silicon, giúp giảm giá thành của tinh thể. Để giảm hơn nữa giá thành của các sản phẩm này và khả năng cạnh tranh thực sự của chúng, kể cả trên thị trường tiêu dùng, chắc chắn cần phải đóng gói các tinh thể bóng bán dẫn trong các hộp nhựa.
Tại xí nghiệp, công việc đang được tiến hành để tổ chức một bộ phận mới cho bao bì bằng nhựa. Công tác tiền dự án đã được triển khai, hình thái kỹ thuật, tài chính và kinh tế của dự án tái vũ trang đã được hình thành. Việc sản xuất hàng loạt các sản phẩm sẽ bắt đầu vào nửa cuối năm 2022. Tại địa điểm mới, ngoài các sản phẩm hiện đang có nhu cầu trên thị trường dân dụng như vi điều khiển và các mạch tích hợp khác, các linh kiện rời do doanh nghiệp phát triển cũng sẽ được lắp ráp và các bóng bán dẫn gallium nitride đa năng cũng không phải là ngoại lệ. Sau đó, những thiết bị này sẽ được cung cấp cho nhiều nhà phát triển, bao gồm cả những người tạo ra các sản phẩm gia dụng và tiêu dùng, đồng thời sẽ giúp họ tạo ra các giải pháp thực sự cạnh tranh trong thị trường phức tạp này không chỉ về đặc tính kỹ thuật mà còn về giá cả. .
Con chim đã ở trong tay!
Cho dù mô tả tích cực thế nào về những ưu điểm của công nghệ và khả năng của doanh nghiệp, bạn luôn muốn tận mắt chứng kiến những gì mà tất cả những điều này mang lại, để cầm trên tay thành phẩm. Và NIIET đã sẵn sàng để chứng minh những gì có thể được thực hiện bằng công nghệ GaN.
Vào năm 2021, các kỹ sư của công ty đã phát triển một bộ sạc đa năng sử dụng bóng bán dẫn chuyển đổi nguồn gallium nitride, được thiết kế để sạc nhiều loại thiết bị tiêu dùng, từ điện thoại thông minh đến máy tính xách tay. Sự phát triển này được thực hiện bởi Viện ở cấp độ phần cứng và hiện tại nó sử dụng các chất tương tự được nhập khẩu của bóng bán dẫn NIIET: thật không may, vỏ kim loại gốm, như đã đề cập, không cho phép mức giá cạnh tranh. Tuy nhiên, với sự phát triển của bao bì bằng nhựa, doanh nghiệp có kế hoạch thay thế các bóng bán dẫn gallium nitride trong thiết bị này bằng các thiết bị có thiết kế riêng.
Thiết bị này thể hiện rõ ràng những lợi ích của công nghệ GaN. Nhờ cô ấy, người ta mới có thể đạt được công suất đầu ra của bộ chuyển đổi là 65 W, mặc dù thực tế là kích thước tổng thể của nó tương đương với kích thước của bộ sạc thông thường dành cho điện thoại thông minh.
Đồng thời, đây có thể là một ví dụ điển hình về cách phát triển trong nước có thể tìm được vị trí thích hợp trên thị trường tiêu dùng. Mặc dù thiết bị này không phải là duy nhất trên thị trường, nhưng các nhà sản xuất nước ngoài đã bắt đầu cung cấp bộ sạc như vậy tương đối gần đây, vì vậy sự phát triển của NIIET hoàn toàn có khả năng chiếm vị trí xứng đáng trong số đó. Thiết bị đã có sẵn để đặt hàng và có thể dùng như một món quà tặng của công ty, đặc biệt là vì các hình ảnh bổ sung có thể được áp dụng cho nó, chẳng hạn như logo công ty. Và trong tương lai gần, nó cũng sẽ có sẵn để mua trên các chợ nổi tiếng.
Ngoài ra, trong năm qua, viện đã bắt đầu phát triển và đã trình diễn một trạm ghép mẫu thử nghiệm cho hội nghị truyền hình với một bộ chức năng độc đáo, chẳng hạn như xoay trạm bằng cách chạm vào vòng cảm ứng, theo dõi vị trí của người nói bằng điểm đánh dấu và nguồn âm thanh, cũng như thiết bị được kết nối sạc không dây, được thực hiện bằng bóng bán dẫn GaN.
Doanh nghiệp có kế hoạch phát triển hơn nữa dòng sản phẩm dân dụng, bao gồm việc sử dụng các thiết bị gali nitride theo thiết kế của riêng mình. Vì vậy, tại cuộc thi ý tưởng kinh doanh vừa hoàn thành do NIIET tổ chức trong khuôn khổ Ngày hội Voronezh lần thứ nhất của StartET về Điện tử, Khoa học và Robot, một trong những giải thưởng đã thuộc về dự án của một sinh viên về bộ sạc không dây cho xe điện, có thể truyền tải điện từ xa. 6,5 kW, thích hợp để triển khai sử dụng các thiết bị điện dựa trên GaN. Dự án này là một trong những dự án mà công ty đang tiếp tục phát triển.
Và trên bầu trời là gì?
Vì vậy, công nghệ gallium nitride có tiềm năng to lớn trong các lĩnh vực ứng dụng đầy hứa hẹn khác nhau, và JSC NIIET có một tồn đọng đáng kể trong lĩnh vực vi ba công suất cao và bóng bán dẫn GaN chuyển đổi nguồn. Toàn bộ dây chuyền thiết bị đã được sản xuất hàng loạt và năm tới công ty có kế hoạch làm chủ bao bì bằng nhựa, điều này sẽ mở rộng phạm vi các thiết bị của viện, bao gồm cả thị trường dân sự.
Nhưng có một vấn đề vẫn đang chờ được giải quyết. Hiện tại, không có doanh nghiệp nào ở Nga có khả năng sản xuất tinh thể hàng loạt bằng công nghệ gali nitrua trên silic, nên việc sản xuất tinh thể phải đặt tại các nhà máy nước ngoài.
Công ty cổ phần "NIIET" gần đây đã hoàn thành việc xây dựng các phòng sạch mới, nơi thiết bị sản xuất tinh thể của các thiết bị bán dẫn, bao gồm cả lò vi sóng, đã được giới thiệu. Địa điểm này cũng có thể trở thành cơ sở để tổ chức sản xuất sau tăng trưởng nối tiếp của một chu kỳ đầy đủ bằng cách sử dụng công nghệ GaN-Si: đối với điều này, cần phải trang bị cho nó khoảng hai chục cơ sở lắp đặt. Các khoản đầu tư cần thiết cho việc này là tương đối nhỏ theo tiêu chuẩn của sản xuất vi điện tử, nhưng chúng vẫn quá lớn đối với một doanh nghiệp riêng lẻ. Vì vậy, hiện nay, việc phát triển sản xuất theo hướng GaN-Si là vấn đề về nguồn kinh phí.
Nếu vấn đề này có thể được giải quyết, câu đố sẽ được hoàn thành hoàn toàn và toàn bộ chu trình của công nghệ gali nitride trên silicon sẽ được tạo ra trên cơ sở của Viện Voronezh: từ việc phát triển các thiết bị bán dẫn, tinh thể sau tăng trưởng và sản xuất lắp ráp linh kiện điện tử và việc tạo ra thiết bị dựa trên nó.
Thực ra công nghệ GaN này được LX nghiên cứu sử dụng từ những ngày đầu sơ khai của bán dẫn. Tuy nhiên do giới hạn công nghệ gia công thời điểm đấy nên các linh liện dùng công nghệ GaN có tính ổn định rất kém. Đặc biệt là bị trôi tham số theo nhiệt độ làm việc rất mạnh.
Ngày trước bọn em thực hành thiết kế mạch, phải tính toán để các linh kiện không bao giờ được phép vượt quá 90 độ C vì sẽ hỏng đặc tính làm việc của linh kiện - trong khi dùng linh kiện Si thì được phép dùng ở ngưỡng 125 độ C.
Lưu ý đây là nhiệt độ tức thời bên trong linh kiện nhé, không phải nhiệt độ liên tục của vỏ ngoài linh kiện.
Mặt khác bọn em được dạy là linh kiện bán dẫn dùng GaN rất độc nên quy trình xử lý các linh kiện cũ hỏng phức tạp hơn....thực tế em cũng chẳng biết có độc hơn Si không, vì khí cháy nổ khét như nhau 🤣
Ưu điểm của linh kiện GaN như các bài trên có nói, đó là nó có thể làm việc với tần số rất cao, công suất tiêu tán qua tiếp xúc P-N nhỏ, nên cùng công suất, linh kiện GaN nhỏ hơn linh kiện Si.
Ưu điển nữa là rào điện thế phân cực P-N của Ga thấp ( khoảng 0.3V - của Si là 0.6V) nên linh kiện Ga có thể làm việc ở điện áp thấp hơn.
Do trào lưu chạy theo bán dẫn Si phát triển nên Ga bị chìm nghỉm không thấy nhắc đến mấy.
Có lẽ LX, vag Nga ngày nay vẫn âm thầm phát triển công nghệ này, đến giờ có vẻ tiến bộ ác.
À, hình như đám anten mảng pha của LX-Nga dùng linh liện Ga thì phải. Vì vậy LX sử dụng anten mảng pha từ khá lâu rồi, phương tây 20 năm gần đây mới quảng cáo rầm rộ anten mảng pha 😁
GaN khác Ga cụ ơi, GaN và SiC là loại band-gap rộng, có hiệu điện thế cao, chịu nhiệt cao, phù hợp với điện tử công suất.
Có bài này nói về công nghệ GaN, tôi từng đưa từ tháng 1/2022 bên vol 7 ở OF
Chính nó đã nói về công nghệ sản xuất GaN của JSC NIIET ở bài trên.
Trước khi có vụ sản xuất hàng loạt bóng bán dẫn GaN ở post trước, Nga phải mua từ nước ngoài
Làm thế nào câu đố về chu trình đầy đủ của công nghệ nitrua gali (full cycle of gallium nitride technology) được ghép lại với nhau Công nghệ Gali nitrua là một trong những hướng đi đầy hứa hẹn trong việc phát triển cơ sở linh kiện điện tử dùng cho công suất và điện tử vi sóng. Phạm vi ứng dụng mà nó trở thành một trong những ứng dụng hiệu quả nhất, và trong một số trường hợp, đơn giản là không thể thiếu, là cực kỳ rộng và mở rộng từ bộ sạc gia đình đến các hệ thống giao thông điện quan trọng, hệ thống viễn thông tiên tiến và các thiết bị radar hiện đại. Trên toàn thế giới, công nghệ này đang phát triển nhanh chóng, và trong Chiến lược phát triển ngành công nghiệp điện tử của Liên bang Nga giai đoạn đến năm 2030, nó được đưa vào lĩnh vực trọng điểm là "Phát triển khoa học và kỹ thuật" .
Viện Nghiên cứu Khoa học Công nghệ Điện tử thuộc Công ty cổ phần Voronezh (JSC NIIET) là một trong những công ty đầu tiên ở Nga chú ý đến hướng đi này. Đến nay, họ đã tạo ra một công việc tồn đọng đáng kể trong việc phát triển và sản xuất cả các linh kiện điện tử dựa trên gali nitride (GaN ) và các thiết bị sử dụng chúng. Hơn nữa, một số GaN -devices NIIET đã cung cấp hàng loạt cho người tiêu dùng.
Bài viết này sẽ thảo luận về lý do tại sao công nghệ này lại có triển vọng đến vậy, NIIET JSC đã đạt được những gì trong lĩnh vực này và những nhiệm vụ cần giải quyết trong tương lai gần và lâu dài hơn.
Spoiler
Click để xem chi tiết
Một chút về lịch sử
Nhân loại đã có nhiều khám phá trong lịch sử và thực hiện một số lượng lớn các phát minh, nhưng chỉ một số ít trong số đó đã thay đổi về mặt chất lượng cuộc sống của chúng ta, và tất nhiên, phát minh ra transistor bán dẫn cũng nằm trong số đó. Mặc dù rơ le điện từ vẫn có thể đáp ứng các nhiệm vụ chuyển mạch có điều khiển và bộ khuếch đại tín hiệu được chế tạo thành công trên các ống chân không, bóng bán dẫn đã đưa điện tử - cả tương tự và kỹ thuật số - lên một tầm cao mới. Ngoài việc đạt được độ tin cậy cao, khả năng sản xuất, các đặc tính điện của thiết bị, theo thời gian, bóng bán dẫn có thể tạo ra một loại sản phẩm hoàn toàn mới - mạch tích hợp, làm cho các thiết bị phức tạp có chức năng cao trở nên nhỏ gọn, dễ sử dụng và dễ tiếp cận với mọi người, và không chỉ dành cho các nhà khoa học và chuyên gia trong các lĩnh vực nhất định,
Tuy nhiên, các đặc tính của một linh kiện bán dẫn thể rắn, là một bóng bán dẫn, phần lớn được xác định bởi các đặc tính của vật liệu được sử dụng. Hơn nữa, các thông số nhất định của một vật liệu cụ thể trở thành yếu tố hạn chế sự phát triển hơn nữa: bóng bán dẫn "nằm" trong một giới hạn không thể vượt qua do các quy luật vật lý. Đồng thời, ngày càng có nhiều nhiệm vụ khác nhau được giao cho thiết bị điện tử, nó thâm nhập vào hầu hết các lĩnh vực trong cuộc sống của chúng ta và phải ứng phó với những thách thức mới. Do đó, các nhà khoa học và kỹ sư trên khắp thế giới không ngừng tìm kiếm các giải pháp mới, kể cả trong lĩnh vực vật liệu, có thể giúp tạo ra bước nhảy vọt trong việc cải thiện hiệu suất của bóng bán dẫn.
Tại sao lại sử dụng gali nitride?
Có rất nhiều chất bán dẫn mà bóng bán dẫn có thể được thực hiện, và kể từ khi phát hiện ra hiệu ứng bóng bán dẫn, nhiều người trong số chúng đã được coi là ứng cử viên để sử dụng trong các thiết bị này. Bóng bán dẫn lưỡng cực đầu tiên là gecmani. Từ những năm 1940, nghiên cứu cũng đã được thực hiện trong lĩnh vực gali nitride. Nhưng nhanh chóng thay, silicon đã chiếm vị trí dẫn đầu: các đặc tính của nó khá được chấp nhận vào thời điểm đó, một số đặc tính của nó đã vượt qua germanium và điều rất quan trọng là nó có công nghệ tiên tiến và rẻ tiền.
Mối quan tâm đến gallium nitride bắt đầu hồi sinh vào những năm 1970, và vào đầu những năm 1990, một sự kiện quan trọng đã xảy ra - dựa trên vật liệu này, đèn LED UV và xanh lam sáng đã được tạo ra, giúp có thể thực hiện bộ ba màu đỏ-xanh lục-xanh lam hoàn chỉnh trên chất bán dẫn để tạo ra các màn hình màu, cũng như để tạo ra các đèn LED chiếu sáng mà chúng ta hiện đang sử dụng, kể cả trong cuộc sống hàng ngày.
Nhưng ngoài khả năng phát ra ánh sáng ở vùng trên của quang phổ, vật liệu này có các đặc tính rất hữu ích khi sử dụng ngày càng nhiều ổ điện và các thiết bị điện tử công suất khác, cũng như nhu cầu về tần số cao hơn với sự phát triển của thông tin liên lạc di động kỹ thuật số, cải thiện độ chính xác và các ứng dụng trong các lĩnh vực mới của radar (đủ để nhắc lại rằng hiện nay trên nhiều ô tô hiện đại, radar giúp người lái xe kiểm soát "điểm mù", giữ khoảng cách, v.v.) và nói chung, ngày càng tăng sử dụng điện tử vi sóng. Chúng ta hãy lưu ý những đặc điểm chính của GaN.
Trước hết, gali nitride có khoảng cách vùng cấm rộng (3,39 eV so với 1,12 eV đối với silicon) và cường độ trường tới hạn cao (3,3 MV / cm, trong khi đối với silicon là 0,3 MV / cm). Thông số đầu tiên ảnh hưởng, trước hết là phạm vi nhiệt độ hoạt động của bóng bán dẫn: độ rộng vùng cấm càng lớn, nhiệt độ cao hơn bóng bán dẫn có thể duy trì các thông số của nó. Trong thực tế, GaN cho phép bạn tạo ra các bóng bán dẫn hoạt động ở nhiệt độ lên đến 225 ° C. Ngoài ra, đặc tính này của vật liệu gắn liền với công suất điện tối đa mà bóng bán dẫn có thể kiểm soát. Cường độ trường tới hạn xác định điện áp giới hạn có thể được áp dụng cho bóng bán dẫn: khi sử dụng vật liệu có giá trị cao hơn của thông số này, một thiết bị có cùng kích thước có thể quản lý một điện áp lớn.Những đặc điểm này cho thấy GaN là một vật liệu đầy hứa hẹn để tạo ra các bóng bán dẫn công suất.
Gali nitride cũng cho phép sử dụng nó trong công nghệ vi sóng. Vì vậy, theo một trong những đặc điểm quan trọng nhất đối với khu vực này - vận tốc trôi của độ bão hòa điện tử - vật liệu này vượt qua silicon 2-3 lần. Theo tính di động của các hạt mang điện tích, nó tương ứng với silicon, nhưng kém hơn so với arsenide gali, chất truyền thống cho bóng bán dẫn vi sóng. Đối với GaN, thông số này ở mức chấp nhận được, và mặc dù vật liệu này không phải là vật liệu dẫn đầu không thể tranh cãi trong lĩnh vực vi sóng, nhưng tính đến các đặc tính quyết định sự kết hợp giữa tần số và đặc tính năng lượng của thiết bị, nó cho phép bạn tạo ra vi sóng. bóng bán dẫn với mật độ công suất duy nhất. Những thiết bị như vậy không thể được chế tạo trên cơ sở không chỉ silicon mà còn cả gali arsenide, có độ rộng vùng cấm và cường độ trường tới hạn nhỏ hơn nhiều.
Có thể thấy, không thể tránh khỏi những thỏa hiệp, nhưng sự kết hợp các đặc tính của GaN xác định ba lĩnh vực mà việc sử dụng vật liệu này đã cho thấy hiệu quả của nó: quang điện tử (điốt phát quang và laser trạng thái rắn), chuyển đổi nguồn và cao - bóng bán dẫn vi sóng công suất.
Từ lý thuyết đến thực hành
Mặc dù những ưu điểm của gallium nitride đã được biết đến từ lâu, nhưng năm ra đời của bóng bán dẫn GaN thường được coi là năm 1993, khi bài báo "Bóng bán dẫn hiệu ứng trường kim loại-bán dẫn dựa trên một chip gallium nitride" được xuất bản. trong Thư vật lý ứng dụng (M. Asif Khan, JN Kuznia, AR Bhatarrai, DT Olson Bóng bán dẫn hiệu ứng trường bán dẫn kim loại dựa trên GaN đơn tinh thể), trong đó các tác giả mô tả kết quả tạo và đo các đặc tính của MOSFET thu được trên vật liệu này . Và bóng bán dẫn GaN bắt đầu đi vào công nghệ nối tiếp, đặc biệt là để tiêu dùng hàng loạt, thậm chí muộn hơn, và nói chung quá trình này vẫn đang diễn ra.
Một trong những yếu tố hạn chế trong sự phát triển của công nghệ GaN là khá khó khăn để phát triển một tinh thể của vật liệu này để sử dụng tiếp như một chất nền độc lập. Do đó, các bóng bán dẫn gallium nitride được hình thành trong các lớp biểu mô, được lắng đọng trên các chất nền làm bằng vật liệu khác. Silicon cacbua (SiC) là một trong những vật liệu truyền thống. Ưu điểm của nó trong trường hợp này là sự tương tự của mạng tinh thể với gali nitrua, làm giảm số lượng lớp đệm và nói chung đơn giản hóa quá trình tạo dị cấu trúc. Tuy nhiên, bản thân cacbua silic rất đắt, đó là lý do tại sao giá thành của bóng bán dẫn tương đối cao.
Một lựa chọn thỏa hiệp là sự kết hợp của silicon công nghệ rẻ tiền và gali nitride, có sự kết hợp đặc tính nổi bật. Gần đây, các công nghệ epitaxy đã được tạo ra và thử nghiệm để có thể tạo ra các dị cấu trúc GaN-Si chất lượng cao và đáng tin cậy, và một lợi thế bổ sung của công nghệ này là khả năng làm việc với các tấm wafer có đường kính lớn (ngày nay, lên đến 200 mm) , giúp giảm giá thành của các thiết bị được sản xuất.
Triển vọng đối với nitrua gali trên silicon có vẻ đầy hứa hẹn. Do đó, theo ước tính được Research and Markets công bố vào tháng 11 năm nay, trong giai đoạn 2021-2026, tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) của thị trường thiết bị điện dựa trên gali nitride sẽ vào khoảng 19%. Đồng thời, GaN-Si chiếm thị phần ngày càng tăng trên thị trường thiết bị gali nitride và theo một số dự báo, sẽ vượt qua GaN-SiC đã có trong nửa cuối những năm 2020, có thể là do việc sử dụng ngày càng nhiều các thiết bị như vậy trong điện tử tiêu dùng, đặc biệt là trong điện thoại thông minh, từ - vì yêu cầu ngày càng tăng đối với thiết bị đầu cuối, cũng như do chi phí của công nghệ này giảm hơn nữa.
Các thiết bị hoạt động không đúng nguyên tắc, nhưng trong trường hợp
Theo ghi nhận, Viện Nghiên cứu Khoa học Công nghệ Điện tử Voronezh là một trong những doanh nghiệp trong nước đầu tiên quan tâm đến công nghệ gali nitride dùng trong vi sóng và điện tử công suất. Cho đến nay, công ty cung cấp hơn 25 loại thiết bị vi sóng công suất cao dựa trên gali nitrua trên cacbua silic trong vỏ kim loại-gốm, được sản xuất hàng loạt và tiêu thụ trong ngành với tổng khối lượng 25-30 nghìn chiếc. trong năm.
Danh pháp của NIIET JSC trong lĩnh vực thiết bị vi sóng dựa trên GaN bao gồm cả bóng bán dẫn mạnh mẽ, xung và liên tục, và bộ khuếch đại công suất dựa trên chúng, được làm trong hộp bóng bán dẫn và được kết hợp ở đầu vào và đầu ra để hoạt động trong mạch có trở kháng 50 Ohm . Các tần số được bao phủ bởi các bóng bán dẫn GaN của công ty bao gồm các dải L-, S-, C- và X (1 đến 12 GHz) và công suất xung của các thiết bị này đạt 400 W.
Các bóng bán dẫn chuyển mạch nguồn thường đóng của NIIET JSC đáng được quan tâm đặc biệt. Thông thường, các bóng bán dẫn GaN chính ở trạng thái mở ở điện áp bằng không tại cổng, và để đóng chúng, cần phải áp dụng phân cực âm cho cổng. Các bóng bán dẫn thường đóng của cấu trúc cải tiến hoạt động ở chế độ làm giàu và ở trạng thái đóng ở điện áp cổng bằng không, và mở khi điện áp đặt vào cổng trên một ngưỡng nhất định. Thuộc tính này đơn giản hóa đáng kể mạch trình điều khiển.
Trong lĩnh vực bóng bán dẫn chuyển mạch nguồn, Viện đã phát triển các thiết bị dựa trên gali nitrua trên silic với điện áp đánh thủng nguồn từ 100 đến 450 V, dòng xả trực tiếp từ 20 đến 40 A và dòng chảy xung từ 50 đến 115 A.
Hiện tại, các bóng bán dẫn gallium nitride có điện áp đánh thủng nguồn thoát nước là 600 V. Đang được phát triển. Đạt được giá trị này về mặt chất lượng sẽ mở rộng phạm vi của các thiết bị này: các bóng bán dẫn này có thể được sử dụng để chuyển đổi trực tiếp điện áp nguồn 220 V trong nguồn điện, tính toán biên độ điện áp sự cố cần thiết.
Tất cả mọi người đều có thể sử dụng công nghệ
Như đã nói, hiện tại, các bóng bán dẫn của NIIET JSC được sản xuất trong các hộp sứ kim loại. Giải pháp này, do độ tin cậy và khả năng chống lại các tác động bên ngoài, trước đây đã được sử dụng trong các thiết bị quân sự và mục đích đặc biệt, nhưng trong thị trường dân sự, đặc biệt là thị trường tiêu dùng, nó thường không có tính cạnh tranh do giá thành cao.
Hiện Viện đang coi thị trường dân dụng là một ưu tiên. Đặc biệt, điều này là do những phát triển mới trong bóng bán dẫn điện dựa trên công nghệ của nitrua gali trên silicon, giúp giảm giá thành của tinh thể. Để giảm hơn nữa giá thành của các sản phẩm này và khả năng cạnh tranh thực sự của chúng, kể cả trên thị trường tiêu dùng, chắc chắn cần phải đóng gói các tinh thể bóng bán dẫn trong các hộp nhựa.
Tại xí nghiệp, công việc đang được tiến hành để tổ chức một bộ phận mới cho bao bì bằng nhựa. Công tác tiền dự án đã được triển khai, hình thái kỹ thuật, tài chính và kinh tế của dự án tái vũ trang đã được hình thành. Việc sản xuất hàng loạt các sản phẩm sẽ bắt đầu vào nửa cuối năm 2022. Tại địa điểm mới, ngoài các sản phẩm hiện đang có nhu cầu trên thị trường dân dụng như vi điều khiển và các mạch tích hợp khác, các linh kiện rời do doanh nghiệp phát triển cũng sẽ được lắp ráp và các bóng bán dẫn gallium nitride đa năng cũng không phải là ngoại lệ. Sau đó, những thiết bị này sẽ được cung cấp cho nhiều nhà phát triển, bao gồm cả những người tạo ra các sản phẩm gia dụng và tiêu dùng, đồng thời sẽ giúp họ tạo ra các giải pháp thực sự cạnh tranh trong thị trường phức tạp này không chỉ về đặc tính kỹ thuật mà còn về giá cả. .
Con chim đã ở trong tay!
Cho dù mô tả tích cực thế nào về những ưu điểm của công nghệ và khả năng của doanh nghiệp, bạn luôn muốn tận mắt chứng kiến những gì mà tất cả những điều này mang lại, để cầm trên tay thành phẩm. Và NIIET đã sẵn sàng để chứng minh những gì có thể được thực hiện bằng công nghệ GaN.
Vào năm 2021, các kỹ sư của công ty đã phát triển một bộ sạc đa năng sử dụng bóng bán dẫn chuyển đổi nguồn gallium nitride, được thiết kế để sạc nhiều loại thiết bị tiêu dùng, từ điện thoại thông minh đến máy tính xách tay. Sự phát triển này được thực hiện bởi Viện ở cấp độ phần cứng và hiện tại nó sử dụng các chất tương tự được nhập khẩu của bóng bán dẫn NIIET: thật không may, vỏ kim loại gốm, như đã đề cập, không cho phép mức giá cạnh tranh. Tuy nhiên, với sự phát triển của bao bì bằng nhựa, doanh nghiệp có kế hoạch thay thế các bóng bán dẫn gallium nitride trong thiết bị này bằng các thiết bị có thiết kế riêng.
Thiết bị này thể hiện rõ ràng những lợi ích của công nghệ GaN. Nhờ cô ấy, người ta mới có thể đạt được công suất đầu ra của bộ chuyển đổi là 65 W, mặc dù thực tế là kích thước tổng thể của nó tương đương với kích thước của bộ sạc thông thường dành cho điện thoại thông minh.
Đồng thời, đây có thể là một ví dụ điển hình về cách phát triển trong nước có thể tìm được vị trí thích hợp trên thị trường tiêu dùng. Mặc dù thiết bị này không phải là duy nhất trên thị trường, nhưng các nhà sản xuất nước ngoài đã bắt đầu cung cấp bộ sạc như vậy tương đối gần đây, vì vậy sự phát triển của NIIET hoàn toàn có khả năng chiếm vị trí xứng đáng trong số đó. Thiết bị đã có sẵn để đặt hàng và có thể dùng như một món quà tặng của công ty, đặc biệt là vì các hình ảnh bổ sung có thể được áp dụng cho nó, chẳng hạn như logo công ty. Và trong tương lai gần, nó cũng sẽ có sẵn để mua trên các chợ nổi tiếng.
Ngoài ra, trong năm qua, viện đã bắt đầu phát triển và đã trình diễn một trạm ghép mẫu thử nghiệm cho hội nghị truyền hình với một bộ chức năng độc đáo, chẳng hạn như xoay trạm bằng cách chạm vào vòng cảm ứng, theo dõi vị trí của người nói bằng điểm đánh dấu và nguồn âm thanh, cũng như thiết bị được kết nối sạc không dây, được thực hiện bằng bóng bán dẫn GaN.
Doanh nghiệp có kế hoạch phát triển hơn nữa dòng sản phẩm dân dụng, bao gồm việc sử dụng các thiết bị gali nitride theo thiết kế của riêng mình. Vì vậy, tại cuộc thi ý tưởng kinh doanh vừa hoàn thành do NIIET tổ chức trong khuôn khổ Ngày hội Voronezh lần thứ nhất của StartET về Điện tử, Khoa học và Robot, một trong những giải thưởng đã thuộc về dự án của một sinh viên về bộ sạc không dây cho xe điện, có thể truyền tải điện từ xa. 6,5 kW, thích hợp để triển khai sử dụng các thiết bị điện dựa trên GaN. Dự án này là một trong những dự án mà công ty đang tiếp tục phát triển.
Và trên bầu trời là gì?
Vì vậy, công nghệ gallium nitride có tiềm năng to lớn trong các lĩnh vực ứng dụng đầy hứa hẹn khác nhau, và JSC NIIET có một tồn đọng đáng kể trong lĩnh vực vi ba công suất cao và bóng bán dẫn GaN chuyển đổi nguồn. Toàn bộ dây chuyền thiết bị đã được sản xuất hàng loạt và năm tới công ty có kế hoạch làm chủ bao bì bằng nhựa, điều này sẽ mở rộng phạm vi các thiết bị của viện, bao gồm cả thị trường dân sự.
Nhưng có một vấn đề vẫn đang chờ được giải quyết. Hiện tại, không có doanh nghiệp nào ở Nga có khả năng sản xuất tinh thể hàng loạt bằng công nghệ gali nitrua trên silic, nên việc sản xuất tinh thể phải đặt tại các nhà máy nước ngoài.
Công ty cổ phần "NIIET" gần đây đã hoàn thành việc xây dựng các phòng sạch mới, nơi thiết bị sản xuất tinh thể của các thiết bị bán dẫn, bao gồm cả lò vi sóng, đã được giới thiệu. Địa điểm này cũng có thể trở thành cơ sở để tổ chức sản xuất sau tăng trưởng nối tiếp của một chu kỳ đầy đủ bằng cách sử dụng công nghệ GaN-Si: đối với điều này, cần phải trang bị cho nó khoảng hai chục cơ sở lắp đặt. Các khoản đầu tư cần thiết cho việc này là tương đối nhỏ theo tiêu chuẩn của sản xuất vi điện tử, nhưng chúng vẫn quá lớn đối với một doanh nghiệp riêng lẻ. Vì vậy, hiện nay, việc phát triển sản xuất theo hướng GaN-Si là vấn đề về nguồn kinh phí.
Nếu vấn đề này có thể được giải quyết, câu đố sẽ được hoàn thành hoàn toàn và toàn bộ chu trình của công nghệ gali nitride trên silicon sẽ được tạo ra trên cơ sở của Viện Voronezh: từ việc phát triển các thiết bị bán dẫn, tinh thể sau tăng trưởng và sản xuất lắp ráp linh kiện điện tử và việc tạo ra thiết bị dựa trên nó.
Thực ra công nghệ GaN này được LX nghiên cứu sử dụng từ những ngày đầu sơ khai của bán dẫn. Tuy nhiên do giới hạn công nghệ gia công thời điểm đấy nên các linh liện dùng công nghệ GaN có tính ổn định rất kém. Đặc biệt là bị trôi tham số theo nhiệt độ làm việc rất mạnh.
Ngày trước bọn em thực hành thiết kế mạch, phải tính toán để các linh kiện không bao giờ được phép vượt quá 90 độ C vì sẽ hỏng đặc tính làm việc của linh kiện - trong khi dùng linh kiện Si thì được phép dùng ở ngưỡng 125 độ C.
Lưu ý đây là nhiệt độ tức thời bên trong linh kiện nhé, không phải nhiệt độ liên tục của vỏ ngoài linh kiện.
Mặt khác bọn em được dạy là linh kiện bán dẫn dùng GaN rất độc nên quy trình xử lý các linh kiện cũ hỏng phức tạp hơn....thực tế em cũng chẳng biết có độc hơn Si không, vì khí cháy nổ khét như nhau 🤣
Ưu điểm của linh kiện GaN như các bài trên có nói, đó là nó có thể làm việc với tần số rất cao, công suất tiêu tán qua tiếp xúc P-N nhỏ, nên cùng công suất, linh kiện GaN nhỏ hơn linh kiện Si.
Ưu điển nữa là rào điện thế phân cực P-N của Ga thấp ( khoảng 0.3V - của Si là 0.6V) nên linh kiện Ga có thể làm việc ở điện áp thấp hơn.
Do trào lưu chạy theo bán dẫn Si phát triển nên Ga bị chìm nghỉm không thấy nhắc đến mấy.
Có lẽ LX, vag Nga ngày nay vẫn âm thầm phát triển công nghệ này, đến giờ có vẻ tiến bộ ác.
À, hình như đám anten mảng pha của LX-Nga dùng linh liện Ga thì phải. Vì vậy LX sử dụng anten mảng pha từ khá lâu rồi, phương tây 20 năm gần đây mới quảng cáo rầm rộ anten mảng pha 😁
GaN khác Ga cụ ơi, GaN và SiC là loại band-gap rộng, có hiệu điện thế cao, chịu nhiệt cao, phù hợp với điện tử công suất.
Em nghĩ họ phát triển từ Ga lên chứ nhể? Đương nhiên là phải khác rồi.
Có bài này nói về công nghệ GaN, tôi từng đưa từ tháng 1/2022 bên vol 7 ở OF
Chính nó đã nói về công nghệ sản xuất GaN của JSC NIIET ở bài trên.
Trước khi có vụ sản xuất hàng loạt bóng bán dẫn GaN ở post trước, Nga phải mua từ nước ngoài
Làm thế nào câu đố về chu trình đầy đủ của công nghệ nitrua gali (full cycle of gallium nitride technology) được ghép lại với nhau Công nghệ Gali nitrua là một trong những hướng đi đầy hứa hẹn trong việc phát triển cơ sở linh kiện điện tử dùng cho công suất và điện tử vi sóng. Phạm vi ứng dụng mà nó trở thành một trong những ứng dụng hiệu quả nhất, và trong một số trường hợp, đơn giản là không thể thiếu, là cực kỳ rộng và mở rộng từ bộ sạc gia đình đến các hệ thống giao thông điện quan trọng, hệ thống viễn thông tiên tiến và các thiết bị radar hiện đại. Trên toàn thế giới, công nghệ này đang phát triển nhanh chóng, và trong Chiến lược phát triển ngành công nghiệp điện tử của Liên bang Nga giai đoạn đến năm 2030, nó được đưa vào lĩnh vực trọng điểm là "Phát triển khoa học và kỹ thuật" .
Viện Nghiên cứu Khoa học Công nghệ Điện tử thuộc Công ty cổ phần Voronezh (JSC NIIET) là một trong những công ty đầu tiên ở Nga chú ý đến hướng đi này. Đến nay, họ đã tạo ra một công việc tồn đọng đáng kể trong việc phát triển và sản xuất cả các linh kiện điện tử dựa trên gali nitride (GaN ) và các thiết bị sử dụng chúng. Hơn nữa, một số GaN -devices NIIET đã cung cấp hàng loạt cho người tiêu dùng.
Bài viết này sẽ thảo luận về lý do tại sao công nghệ này lại có triển vọng đến vậy, NIIET JSC đã đạt được những gì trong lĩnh vực này và những nhiệm vụ cần giải quyết trong tương lai gần và lâu dài hơn.
Spoiler
Click để xem chi tiết
Một chút về lịch sử
Nhân loại đã có nhiều khám phá trong lịch sử và thực hiện một số lượng lớn các phát minh, nhưng chỉ một số ít trong số đó đã thay đổi về mặt chất lượng cuộc sống của chúng ta, và tất nhiên, phát minh ra transistor bán dẫn cũng nằm trong số đó. Mặc dù rơ le điện từ vẫn có thể đáp ứng các nhiệm vụ chuyển mạch có điều khiển và bộ khuếch đại tín hiệu được chế tạo thành công trên các ống chân không, bóng bán dẫn đã đưa điện tử - cả tương tự và kỹ thuật số - lên một tầm cao mới. Ngoài việc đạt được độ tin cậy cao, khả năng sản xuất, các đặc tính điện của thiết bị, theo thời gian, bóng bán dẫn có thể tạo ra một loại sản phẩm hoàn toàn mới - mạch tích hợp, làm cho các thiết bị phức tạp có chức năng cao trở nên nhỏ gọn, dễ sử dụng và dễ tiếp cận với mọi người, và không chỉ dành cho các nhà khoa học và chuyên gia trong các lĩnh vực nhất định,
Tuy nhiên, các đặc tính của một linh kiện bán dẫn thể rắn, là một bóng bán dẫn, phần lớn được xác định bởi các đặc tính của vật liệu được sử dụng. Hơn nữa, các thông số nhất định của một vật liệu cụ thể trở thành yếu tố hạn chế sự phát triển hơn nữa: bóng bán dẫn "nằm" trong một giới hạn không thể vượt qua do các quy luật vật lý. Đồng thời, ngày càng có nhiều nhiệm vụ khác nhau được giao cho thiết bị điện tử, nó thâm nhập vào hầu hết các lĩnh vực trong cuộc sống của chúng ta và phải ứng phó với những thách thức mới. Do đó, các nhà khoa học và kỹ sư trên khắp thế giới không ngừng tìm kiếm các giải pháp mới, kể cả trong lĩnh vực vật liệu, có thể giúp tạo ra bước nhảy vọt trong việc cải thiện hiệu suất của bóng bán dẫn.
Tại sao lại sử dụng gali nitride?
Có rất nhiều chất bán dẫn mà bóng bán dẫn có thể được thực hiện, và kể từ khi phát hiện ra hiệu ứng bóng bán dẫn, nhiều người trong số chúng đã được coi là ứng cử viên để sử dụng trong các thiết bị này. Bóng bán dẫn lưỡng cực đầu tiên là gecmani. Từ những năm 1940, nghiên cứu cũng đã được thực hiện trong lĩnh vực gali nitride. Nhưng nhanh chóng thay, silicon đã chiếm vị trí dẫn đầu: các đặc tính của nó khá được chấp nhận vào thời điểm đó, một số đặc tính của nó đã vượt qua germanium và điều rất quan trọng là nó có công nghệ tiên tiến và rẻ tiền.
Mối quan tâm đến gallium nitride bắt đầu hồi sinh vào những năm 1970, và vào đầu những năm 1990, một sự kiện quan trọng đã xảy ra - dựa trên vật liệu này, đèn LED UV và xanh lam sáng đã được tạo ra, giúp có thể thực hiện bộ ba màu đỏ-xanh lục-xanh lam hoàn chỉnh trên chất bán dẫn để tạo ra các màn hình màu, cũng như để tạo ra các đèn LED chiếu sáng mà chúng ta hiện đang sử dụng, kể cả trong cuộc sống hàng ngày.
Nhưng ngoài khả năng phát ra ánh sáng ở vùng trên của quang phổ, vật liệu này có các đặc tính rất hữu ích khi sử dụng ngày càng nhiều ổ điện và các thiết bị điện tử công suất khác, cũng như nhu cầu về tần số cao hơn với sự phát triển của thông tin liên lạc di động kỹ thuật số, cải thiện độ chính xác và các ứng dụng trong các lĩnh vực mới của radar (đủ để nhắc lại rằng hiện nay trên nhiều ô tô hiện đại, radar giúp người lái xe kiểm soát "điểm mù", giữ khoảng cách, v.v.) và nói chung, ngày càng tăng sử dụng điện tử vi sóng. Chúng ta hãy lưu ý những đặc điểm chính của GaN.
Trước hết, gali nitride có khoảng cách vùng cấm rộng (3,39 eV so với 1,12 eV đối với silicon) và cường độ trường tới hạn cao (3,3 MV / cm, trong khi đối với silicon là 0,3 MV / cm). Thông số đầu tiên ảnh hưởng, trước hết là phạm vi nhiệt độ hoạt động của bóng bán dẫn: độ rộng vùng cấm càng lớn, nhiệt độ cao hơn bóng bán dẫn có thể duy trì các thông số của nó. Trong thực tế, GaN cho phép bạn tạo ra các bóng bán dẫn hoạt động ở nhiệt độ lên đến 225 ° C. Ngoài ra, đặc tính này của vật liệu gắn liền với công suất điện tối đa mà bóng bán dẫn có thể kiểm soát. Cường độ trường tới hạn xác định điện áp giới hạn có thể được áp dụng cho bóng bán dẫn: khi sử dụng vật liệu có giá trị cao hơn của thông số này, một thiết bị có cùng kích thước có thể quản lý một điện áp lớn.Những đặc điểm này cho thấy GaN là một vật liệu đầy hứa hẹn để tạo ra các bóng bán dẫn công suất.
Gali nitride cũng cho phép sử dụng nó trong công nghệ vi sóng. Vì vậy, theo một trong những đặc điểm quan trọng nhất đối với khu vực này - vận tốc trôi của độ bão hòa điện tử - vật liệu này vượt qua silicon 2-3 lần. Theo tính di động của các hạt mang điện tích, nó tương ứng với silicon, nhưng kém hơn so với arsenide gali, chất truyền thống cho bóng bán dẫn vi sóng. Đối với GaN, thông số này ở mức chấp nhận được, và mặc dù vật liệu này không phải là vật liệu dẫn đầu không thể tranh cãi trong lĩnh vực vi sóng, nhưng tính đến các đặc tính quyết định sự kết hợp giữa tần số và đặc tính năng lượng của thiết bị, nó cho phép bạn tạo ra vi sóng. bóng bán dẫn với mật độ công suất duy nhất. Những thiết bị như vậy không thể được chế tạo trên cơ sở không chỉ silicon mà còn cả gali arsenide, có độ rộng vùng cấm và cường độ trường tới hạn nhỏ hơn nhiều.
Có thể thấy, không thể tránh khỏi những thỏa hiệp, nhưng sự kết hợp các đặc tính của GaN xác định ba lĩnh vực mà việc sử dụng vật liệu này đã cho thấy hiệu quả của nó: quang điện tử (điốt phát quang và laser trạng thái rắn), chuyển đổi nguồn và cao - bóng bán dẫn vi sóng công suất.
Từ lý thuyết đến thực hành
Mặc dù những ưu điểm của gallium nitride đã được biết đến từ lâu, nhưng năm ra đời của bóng bán dẫn GaN thường được coi là năm 1993, khi bài báo "Bóng bán dẫn hiệu ứng trường kim loại-bán dẫn dựa trên một chip gallium nitride" được xuất bản. trong Thư vật lý ứng dụng (M. Asif Khan, JN Kuznia, AR Bhatarrai, DT Olson Bóng bán dẫn hiệu ứng trường bán dẫn kim loại dựa trên GaN đơn tinh thể), trong đó các tác giả mô tả kết quả tạo và đo các đặc tính của MOSFET thu được trên vật liệu này . Và bóng bán dẫn GaN bắt đầu đi vào công nghệ nối tiếp, đặc biệt là để tiêu dùng hàng loạt, thậm chí muộn hơn, và nói chung quá trình này vẫn đang diễn ra.
Một trong những yếu tố hạn chế trong sự phát triển của công nghệ GaN là khá khó khăn để phát triển một tinh thể của vật liệu này để sử dụng tiếp như một chất nền độc lập. Do đó, các bóng bán dẫn gallium nitride được hình thành trong các lớp biểu mô, được lắng đọng trên các chất nền làm bằng vật liệu khác. Silicon cacbua (SiC) là một trong những vật liệu truyền thống. Ưu điểm của nó trong trường hợp này là sự tương tự của mạng tinh thể với gali nitrua, làm giảm số lượng lớp đệm và nói chung đơn giản hóa quá trình tạo dị cấu trúc. Tuy nhiên, bản thân cacbua silic rất đắt, đó là lý do tại sao giá thành của bóng bán dẫn tương đối cao.
Một lựa chọn thỏa hiệp là sự kết hợp của silicon công nghệ rẻ tiền và gali nitride, có sự kết hợp đặc tính nổi bật. Gần đây, các công nghệ epitaxy đã được tạo ra và thử nghiệm để có thể tạo ra các dị cấu trúc GaN-Si chất lượng cao và đáng tin cậy, và một lợi thế bổ sung của công nghệ này là khả năng làm việc với các tấm wafer có đường kính lớn (ngày nay, lên đến 200 mm) , giúp giảm giá thành của các thiết bị được sản xuất.
Triển vọng đối với nitrua gali trên silicon có vẻ đầy hứa hẹn. Do đó, theo ước tính được Research and Markets công bố vào tháng 11 năm nay, trong giai đoạn 2021-2026, tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) của thị trường thiết bị điện dựa trên gali nitride sẽ vào khoảng 19%. Đồng thời, GaN-Si chiếm thị phần ngày càng tăng trên thị trường thiết bị gali nitride và theo một số dự báo, sẽ vượt qua GaN-SiC đã có trong nửa cuối những năm 2020, có thể là do việc sử dụng ngày càng nhiều các thiết bị như vậy trong điện tử tiêu dùng, đặc biệt là trong điện thoại thông minh, từ - vì yêu cầu ngày càng tăng đối với thiết bị đầu cuối, cũng như do chi phí của công nghệ này giảm hơn nữa.
Các thiết bị hoạt động không đúng nguyên tắc, nhưng trong trường hợp
Theo ghi nhận, Viện Nghiên cứu Khoa học Công nghệ Điện tử Voronezh là một trong những doanh nghiệp trong nước đầu tiên quan tâm đến công nghệ gali nitride dùng trong vi sóng và điện tử công suất. Cho đến nay, công ty cung cấp hơn 25 loại thiết bị vi sóng công suất cao dựa trên gali nitrua trên cacbua silic trong vỏ kim loại-gốm, được sản xuất hàng loạt và tiêu thụ trong ngành với tổng khối lượng 25-30 nghìn chiếc. trong năm.
Danh pháp của NIIET JSC trong lĩnh vực thiết bị vi sóng dựa trên GaN bao gồm cả bóng bán dẫn mạnh mẽ, xung và liên tục, và bộ khuếch đại công suất dựa trên chúng, được làm trong hộp bóng bán dẫn và được kết hợp ở đầu vào và đầu ra để hoạt động trong mạch có trở kháng 50 Ohm . Các tần số được bao phủ bởi các bóng bán dẫn GaN của công ty bao gồm các dải L-, S-, C- và X (1 đến 12 GHz) và công suất xung của các thiết bị này đạt 400 W.
Các bóng bán dẫn chuyển mạch nguồn thường đóng của NIIET JSC đáng được quan tâm đặc biệt. Thông thường, các bóng bán dẫn GaN chính ở trạng thái mở ở điện áp bằng không tại cổng, và để đóng chúng, cần phải áp dụng phân cực âm cho cổng. Các bóng bán dẫn thường đóng của cấu trúc cải tiến hoạt động ở chế độ làm giàu và ở trạng thái đóng ở điện áp cổng bằng không, và mở khi điện áp đặt vào cổng trên một ngưỡng nhất định. Thuộc tính này đơn giản hóa đáng kể mạch trình điều khiển.
Trong lĩnh vực bóng bán dẫn chuyển mạch nguồn, Viện đã phát triển các thiết bị dựa trên gali nitrua trên silic với điện áp đánh thủng nguồn từ 100 đến 450 V, dòng xả trực tiếp từ 20 đến 40 A và dòng chảy xung từ 50 đến 115 A.
Hiện tại, các bóng bán dẫn gallium nitride có điện áp đánh thủng nguồn thoát nước là 600 V. Đang được phát triển. Đạt được giá trị này về mặt chất lượng sẽ mở rộng phạm vi của các thiết bị này: các bóng bán dẫn này có thể được sử dụng để chuyển đổi trực tiếp điện áp nguồn 220 V trong nguồn điện, tính toán biên độ điện áp sự cố cần thiết.
Tất cả mọi người đều có thể sử dụng công nghệ
Như đã nói, hiện tại, các bóng bán dẫn của NIIET JSC được sản xuất trong các hộp sứ kim loại. Giải pháp này, do độ tin cậy và khả năng chống lại các tác động bên ngoài, trước đây đã được sử dụng trong các thiết bị quân sự và mục đích đặc biệt, nhưng trong thị trường dân sự, đặc biệt là thị trường tiêu dùng, nó thường không có tính cạnh tranh do giá thành cao.
Hiện Viện đang coi thị trường dân dụng là một ưu tiên. Đặc biệt, điều này là do những phát triển mới trong bóng bán dẫn điện dựa trên công nghệ của nitrua gali trên silicon, giúp giảm giá thành của tinh thể. Để giảm hơn nữa giá thành của các sản phẩm này và khả năng cạnh tranh thực sự của chúng, kể cả trên thị trường tiêu dùng, chắc chắn cần phải đóng gói các tinh thể bóng bán dẫn trong các hộp nhựa.
Tại xí nghiệp, công việc đang được tiến hành để tổ chức một bộ phận mới cho bao bì bằng nhựa. Công tác tiền dự án đã được triển khai, hình thái kỹ thuật, tài chính và kinh tế của dự án tái vũ trang đã được hình thành. Việc sản xuất hàng loạt các sản phẩm sẽ bắt đầu vào nửa cuối năm 2022. Tại địa điểm mới, ngoài các sản phẩm hiện đang có nhu cầu trên thị trường dân dụng như vi điều khiển và các mạch tích hợp khác, các linh kiện rời do doanh nghiệp phát triển cũng sẽ được lắp ráp và các bóng bán dẫn gallium nitride đa năng cũng không phải là ngoại lệ. Sau đó, những thiết bị này sẽ được cung cấp cho nhiều nhà phát triển, bao gồm cả những người tạo ra các sản phẩm gia dụng và tiêu dùng, đồng thời sẽ giúp họ tạo ra các giải pháp thực sự cạnh tranh trong thị trường phức tạp này không chỉ về đặc tính kỹ thuật mà còn về giá cả. .
Con chim đã ở trong tay!
Cho dù mô tả tích cực thế nào về những ưu điểm của công nghệ và khả năng của doanh nghiệp, bạn luôn muốn tận mắt chứng kiến những gì mà tất cả những điều này mang lại, để cầm trên tay thành phẩm. Và NIIET đã sẵn sàng để chứng minh những gì có thể được thực hiện bằng công nghệ GaN.
Vào năm 2021, các kỹ sư của công ty đã phát triển một bộ sạc đa năng sử dụng bóng bán dẫn chuyển đổi nguồn gallium nitride, được thiết kế để sạc nhiều loại thiết bị tiêu dùng, từ điện thoại thông minh đến máy tính xách tay. Sự phát triển này được thực hiện bởi Viện ở cấp độ phần cứng và hiện tại nó sử dụng các chất tương tự được nhập khẩu của bóng bán dẫn NIIET: thật không may, vỏ kim loại gốm, như đã đề cập, không cho phép mức giá cạnh tranh. Tuy nhiên, với sự phát triển của bao bì bằng nhựa, doanh nghiệp có kế hoạch thay thế các bóng bán dẫn gallium nitride trong thiết bị này bằng các thiết bị có thiết kế riêng.
Thiết bị này thể hiện rõ ràng những lợi ích của công nghệ GaN. Nhờ cô ấy, người ta mới có thể đạt được công suất đầu ra của bộ chuyển đổi là 65 W, mặc dù thực tế là kích thước tổng thể của nó tương đương với kích thước của bộ sạc thông thường dành cho điện thoại thông minh.
Đồng thời, đây có thể là một ví dụ điển hình về cách phát triển trong nước có thể tìm được vị trí thích hợp trên thị trường tiêu dùng. Mặc dù thiết bị này không phải là duy nhất trên thị trường, nhưng các nhà sản xuất nước ngoài đã bắt đầu cung cấp bộ sạc như vậy tương đối gần đây, vì vậy sự phát triển của NIIET hoàn toàn có khả năng chiếm vị trí xứng đáng trong số đó. Thiết bị đã có sẵn để đặt hàng và có thể dùng như một món quà tặng của công ty, đặc biệt là vì các hình ảnh bổ sung có thể được áp dụng cho nó, chẳng hạn như logo công ty. Và trong tương lai gần, nó cũng sẽ có sẵn để mua trên các chợ nổi tiếng.
Ngoài ra, trong năm qua, viện đã bắt đầu phát triển và đã trình diễn một trạm ghép mẫu thử nghiệm cho hội nghị truyền hình với một bộ chức năng độc đáo, chẳng hạn như xoay trạm bằng cách chạm vào vòng cảm ứng, theo dõi vị trí của người nói bằng điểm đánh dấu và nguồn âm thanh, cũng như thiết bị được kết nối sạc không dây, được thực hiện bằng bóng bán dẫn GaN.
Doanh nghiệp có kế hoạch phát triển hơn nữa dòng sản phẩm dân dụng, bao gồm việc sử dụng các thiết bị gali nitride theo thiết kế của riêng mình. Vì vậy, tại cuộc thi ý tưởng kinh doanh vừa hoàn thành do NIIET tổ chức trong khuôn khổ Ngày hội Voronezh lần thứ nhất của StartET về Điện tử, Khoa học và Robot, một trong những giải thưởng đã thuộc về dự án của một sinh viên về bộ sạc không dây cho xe điện, có thể truyền tải điện từ xa. 6,5 kW, thích hợp để triển khai sử dụng các thiết bị điện dựa trên GaN. Dự án này là một trong những dự án mà công ty đang tiếp tục phát triển.
Và trên bầu trời là gì?
Vì vậy, công nghệ gallium nitride có tiềm năng to lớn trong các lĩnh vực ứng dụng đầy hứa hẹn khác nhau, và JSC NIIET có một tồn đọng đáng kể trong lĩnh vực vi ba công suất cao và bóng bán dẫn GaN chuyển đổi nguồn. Toàn bộ dây chuyền thiết bị đã được sản xuất hàng loạt và năm tới công ty có kế hoạch làm chủ bao bì bằng nhựa, điều này sẽ mở rộng phạm vi các thiết bị của viện, bao gồm cả thị trường dân sự.
Nhưng có một vấn đề vẫn đang chờ được giải quyết. Hiện tại, không có doanh nghiệp nào ở Nga có khả năng sản xuất tinh thể hàng loạt bằng công nghệ gali nitrua trên silic, nên việc sản xuất tinh thể phải đặt tại các nhà máy nước ngoài.
Công ty cổ phần "NIIET" gần đây đã hoàn thành việc xây dựng các phòng sạch mới, nơi thiết bị sản xuất tinh thể của các thiết bị bán dẫn, bao gồm cả lò vi sóng, đã được giới thiệu. Địa điểm này cũng có thể trở thành cơ sở để tổ chức sản xuất sau tăng trưởng nối tiếp của một chu kỳ đầy đủ bằng cách sử dụng công nghệ GaN-Si: đối với điều này, cần phải trang bị cho nó khoảng hai chục cơ sở lắp đặt. Các khoản đầu tư cần thiết cho việc này là tương đối nhỏ theo tiêu chuẩn của sản xuất vi điện tử, nhưng chúng vẫn quá lớn đối với một doanh nghiệp riêng lẻ. Vì vậy, hiện nay, việc phát triển sản xuất theo hướng GaN-Si là vấn đề về nguồn kinh phí.
Nếu vấn đề này có thể được giải quyết, câu đố sẽ được hoàn thành hoàn toàn và toàn bộ chu trình của công nghệ gali nitride trên silicon sẽ được tạo ra trên cơ sở của Viện Voronezh: từ việc phát triển các thiết bị bán dẫn, tinh thể sau tăng trưởng và sản xuất lắp ráp linh kiện điện tử và việc tạo ra thiết bị dựa trên nó.
Thực ra công nghệ GaN này được LX nghiên cứu sử dụng từ những ngày đầu sơ khai của bán dẫn. Tuy nhiên do giới hạn công nghệ gia công thời điểm đấy nên các linh liện dùng công nghệ GaN có tính ổn định rất kém. Đặc biệt là bị trôi tham số theo nhiệt độ làm việc rất mạnh.
Ngày trước bọn em thực hành thiết kế mạch, phải tính toán để các linh kiện không bao giờ được phép vượt quá 90 độ C vì sẽ hỏng đặc tính làm việc của linh kiện - trong khi dùng linh kiện Si thì được phép dùng ở ngưỡng 125 độ C.
Lưu ý đây là nhiệt độ tức thời bên trong linh kiện nhé, không phải nhiệt độ liên tục của vỏ ngoài linh kiện.
Mặt khác bọn em được dạy là linh kiện bán dẫn dùng GaN rất độc nên quy trình xử lý các linh kiện cũ hỏng phức tạp hơn....thực tế em cũng chẳng biết có độc hơn Si không, vì khí cháy nổ khét như nhau 🤣
Ưu điểm của linh kiện GaN như các bài trên có nói, đó là nó có thể làm việc với tần số rất cao, công suất tiêu tán qua tiếp xúc P-N nhỏ, nên cùng công suất, linh kiện GaN nhỏ hơn linh kiện Si.
Ưu điển nữa là rào điện thế phân cực P-N của Ga thấp ( khoảng 0.3V - của Si là 0.6V) nên linh kiện Ga có thể làm việc ở điện áp thấp hơn.
Do trào lưu chạy theo bán dẫn Si phát triển nên Ga bị chìm nghỉm không thấy nhắc đến mấy.
Có lẽ LX, vag Nga ngày nay vẫn âm thầm phát triển công nghệ này, đến giờ có vẻ tiến bộ ác.
À, hình như đám anten mảng pha của LX-Nga dùng linh liện Ga thì phải. Vì vậy LX sử dụng anten mảng pha từ khá lâu rồi, phương tây 20 năm gần đây mới quảng cáo rầm rộ anten mảng pha 😁
GaN khác Ga cụ ơi, GaN và SiC là loại band-gap rộng, có hiệu điện thế cao, chịu nhiệt cao, phù hợp với điện tử công suất.
Em nghĩ họ phát triển từ Ga lên chứ nhể? Đương nhiên là phải khác rồi.
Vật liệu khác nhau hoàn toàn mà cụ. Bán dẫn đều là tinh thể, mạng tinh thể khác đi là vật liệu khác rồi.
Cái Ga cụ nói là GaAs, GaN chỉ mới thành công khoảng 20 năm, transistor thương phẩm mới có chưa đến 10 năm. Trước đó không có thương phẩm mà chỉ có cho thiết bị quân sự.
Krasnoyarsk của Nga không có gas, nên Nga xây nhiệt điện than ở đây, nhưng dùng tuabin và thiết bị mới, để giảm ô nhiễm khói than
Tại Krasnoyarsk, việc lắp đặt một tuabin thế hệ mới được sản xuất trong nước đã bắt đầu
Tại Krasnoyarsk CHPP-3, các nhà thầu SGK đã bắt đầu lắp ráp một tuabin cho tổ máy điện mới có công suất 185 megawatt. Một tuabin sản xuất trong nước từ Nhà máy tuabin Ural thế hệ mới T-185 / 220-12.8-NG đang được lắp đặt.
Nó bao gồm ba xi lanh - áp suất thấp, trung bình và cao. Tính năng công nghệ của nó là blading phản ứng. Với công nghệ này, hơi nước thực hiện công việc của nó hiệu quả hơn, nhưng những thiết bị như vậy đòi hỏi độ chính xác cao khi thực hiện và sự chú ý nhiều hơn khi vận hành. Từ xi lanh áp suất thấp, hơi quá nhiệt đi vào mạng lưới máy nước nóng. Do bộ nguồn mới được thiết kế cho tải nhiệt khá cao 270 Gcal/h, nên các lò sưởi cũng lớn.
Trước đó, tin tức về việc xây dựng tổ máy điện thứ hai của Krasnoyarsk CHPP-3, được xây dựng theo chương trình liên bang nhằm hiện đại hóa năng lực của CDM-2. Và về cách nhà máy nhiệt điện mới này sẽ giúp giải quyết vấn đề cấp bách của Krasnoyarsk - khói than, do đó chế độ "bầu trời đen" được giới thiệu trong thành phố một cách đều đặn.
-- Tệp đính kèm không có --
Làm việc trong phòng nồi hơi
-- Tệp đính kèm không có --
Krasnoyarsk CHPP-3. Bên trái - đơn vị năng lượng vận hành, bên phải - một đơn vị mới đang được xây dựng
Và bây giờ, một giai đoạn xây dựng mới đã bắt đầu: việc lắp đặt trái tim của tổ máy bắt đầu bằng việc nâng lên nền của một trong những bộ phận lớn nhất của tuabin - đế của xi lanh áp suất thấp. Một bộ phận nặng 110 tấn được nâng lên độ cao 12 mét bằng hai cần cẩu trên cao.
-- Tệp đính kèm không có --
Tải trọng được đảm bảo trên các cần trục bằng bốn dây treo, mỗi dây có thể chịu được 50 tấn.
Sau LPC, các phần còn lại của tuabin và máy phát điện sẽ được lắp đặt. Tất cả các thành phần cần thiết đã có tại nhà ga.
-- Tệp đính kèm không có --
Bộ phận xi lanh cao áp
Bạn có thể thấy nó đã xảy ra như thế nào trong video.
Монтаж новой турбины на Красноярской ТЭЦ-3
Các tài liệu được cung cấp bởi dịch vụ báo chí của Công ty phát điện Siberia.
Việc vận hành tổ máy điện thứ hai có công suất 185 MW và công suất nhiệt 270 Gcal/h dự kiến vào cuối năm 2024. Dự án có chi phí ước tính khoảng 27,5 tỷ rúp, sẽ cải thiện chất lượng và độ tin cậy cung cấp điện ở Krasnoyarsk, tạo cơ hội mới cho sự phát triển của quận Sovetsky đang được xây dựng tích cực và tiểu quận Pokrovka. Ngoài ra, với việc vận hành tổ máy điện CHPP-3 mới, các kỹ sư điện sẽ có cơ hội phân phối lại công suất trong thành phố và dỡ tải CHPP-1 Krasnoyarsk.
Điều này sẽ cho phép tái cấu trúc các thiết bị lỗi thời của Krasnoyarsk CHPP-1, cũng như đóng cửa các lò hơi thành phố đốt than đã lỗi thời. Ngoài ra, CHPP-3 nằm xa khu dân cư và việc phân bổ tải trọng trên đó sẽ làm giảm phát thải tại CHPP-1. Do đó, điều này sẽ cải thiện đáng kể hệ sinh thái của Krasnoyarsk.
Điều này sẽ cho phép tái cấu trúc các thiết bị lỗi thời của Krasnoyarsk CHPP-1, cũng như đóng cửa các lò hơi thành phố đốt than đã lỗi thời. Ngoài ra, CHPP-3 nằm xa khu dân cư và việc phân bổ tải trọng trên đó sẽ làm giảm phát thải tại CHPP-1. Do đó, điều này sẽ cải thiện đáng kể hệ sinh thái của Krasnoyarsk.
Tổng khối lượng đầu tư theo các dự án CDA-2 ở Krasnoyarsk là 44,3 tỷ rúp. Việc hoàn thành các công việc này là vào cuối năm 2024. Tua bin số 1 của Krasnoyarsk CHPP-2 với công suất 110 megawatt cũng được hiện đại hóa theo chương trình này. Một xi lanh áp suất cao mới và hệ thống điều khiển điện-thủy lực đã được lắp đặt trên thiết bị - điều này sẽ làm tăng khả năng chịu lỗi của thiết bị.
Tóm lại là Nga có tiền để cải tạo và làm mới các nhà máy nhiệt điiện cũ và đến thay thế bằng các thế hệ nhà máy nhiệt điện tua bin hơi thế hệ mới, với kỹ thuật tiến bộ hơn:
- các lò hơi quá nhiệt tầng sôi thế hệ mới, các hệ thống xả thải khói có xử lý lọc bụi tĩnh điện cải tiến của Nga.
- các tua bin hơi ở các cấp cao áp, trung áp và hạ áp với hiệu suất cao hơn thế hệ cũ
- các máy phát điện đời mới, làm lạnh bằng hydro lỏng (ở VN các máy phát điện tua bịn của tụi MHI ở nhà máy Phú mỹ 1 cũng làm lạnh kiều này)
Một số công nghệ thay đổi: không dùng nước thô (nước sông) làm mát nữa, mà thay bằng tháp làm mát cưỡng bức, các nước vùng lạnh dùng tháp làm mát hợp lý hơn vì không khí mùa lạnh luôn ở nhiệt độ thấp, phải tốn điện tự dùng để vận hành máy bơm nước nóng lên tháp làm mát tuần hoàn. Ở VN đa số dùng trao đổi nhiệt bằng nước sông/biển làm mát lúc đó phải có bể (siphon) trao đổi nhiệt, không chọn phương án tháp làm làm mát như xứ lạnh.
Trong bài bác langtubachkhoa dùng từ "hệ sinh thái" còn ở VN dùng là "tác động môi trường", khi làm các Dự án điện bao giờ cũng phải có "Báo cáo tác động môi trường" (hay gọi tắt là ĐTM).
Có bài này nói về công nghệ GaN, tôi từng đưa từ tháng 1/2022 bên vol 7 ở OF
Chính nó đã nói về công nghệ sản xuất GaN của JSC NIIET ở bài trên.
Trước khi có vụ sản xuất hàng loạt bóng bán dẫn GaN ở post trước, Nga phải mua từ nước ngoài
Làm thế nào câu đố về chu trình đầy đủ của công nghệ nitrua gali (full cycle of gallium nitride technology) được ghép lại với nhau Công nghệ Gali nitrua là một trong những hướng đi đầy hứa hẹn trong việc phát triển cơ sở linh kiện điện tử dùng cho công suất và điện tử vi sóng. Phạm vi ứng dụng mà nó trở thành một trong những ứng dụng hiệu quả nhất, và trong một số trường hợp, đơn giản là không thể thiếu, là cực kỳ rộng và mở rộng từ bộ sạc gia đình đến các hệ thống giao thông điện quan trọng, hệ thống viễn thông tiên tiến và các thiết bị radar hiện đại. Trên toàn thế giới, công nghệ này đang phát triển nhanh chóng, và trong Chiến lược phát triển ngành công nghiệp điện tử của Liên bang Nga giai đoạn đến năm 2030, nó được đưa vào lĩnh vực trọng điểm là "Phát triển khoa học và kỹ thuật" .
Viện Nghiên cứu Khoa học Công nghệ Điện tử thuộc Công ty cổ phần Voronezh (JSC NIIET) là một trong những công ty đầu tiên ở Nga chú ý đến hướng đi này. Đến nay, họ đã tạo ra một công việc tồn đọng đáng kể trong việc phát triển và sản xuất cả các linh kiện điện tử dựa trên gali nitride (GaN ) và các thiết bị sử dụng chúng. Hơn nữa, một số GaN -devices NIIET đã cung cấp hàng loạt cho người tiêu dùng.
Bài viết này sẽ thảo luận về lý do tại sao công nghệ này lại có triển vọng đến vậy, NIIET JSC đã đạt được những gì trong lĩnh vực này và những nhiệm vụ cần giải quyết trong tương lai gần và lâu dài hơn.
Spoiler
Click để xem chi tiết
Một chút về lịch sử
Nhân loại đã có nhiều khám phá trong lịch sử và thực hiện một số lượng lớn các phát minh, nhưng chỉ một số ít trong số đó đã thay đổi về mặt chất lượng cuộc sống của chúng ta, và tất nhiên, phát minh ra transistor bán dẫn cũng nằm trong số đó. Mặc dù rơ le điện từ vẫn có thể đáp ứng các nhiệm vụ chuyển mạch có điều khiển và bộ khuếch đại tín hiệu được chế tạo thành công trên các ống chân không, bóng bán dẫn đã đưa điện tử - cả tương tự và kỹ thuật số - lên một tầm cao mới. Ngoài việc đạt được độ tin cậy cao, khả năng sản xuất, các đặc tính điện của thiết bị, theo thời gian, bóng bán dẫn có thể tạo ra một loại sản phẩm hoàn toàn mới - mạch tích hợp, làm cho các thiết bị phức tạp có chức năng cao trở nên nhỏ gọn, dễ sử dụng và dễ tiếp cận với mọi người, và không chỉ dành cho các nhà khoa học và chuyên gia trong các lĩnh vực nhất định,
Tuy nhiên, các đặc tính của một linh kiện bán dẫn thể rắn, là một bóng bán dẫn, phần lớn được xác định bởi các đặc tính của vật liệu được sử dụng. Hơn nữa, các thông số nhất định của một vật liệu cụ thể trở thành yếu tố hạn chế sự phát triển hơn nữa: bóng bán dẫn "nằm" trong một giới hạn không thể vượt qua do các quy luật vật lý. Đồng thời, ngày càng có nhiều nhiệm vụ khác nhau được giao cho thiết bị điện tử, nó thâm nhập vào hầu hết các lĩnh vực trong cuộc sống của chúng ta và phải ứng phó với những thách thức mới. Do đó, các nhà khoa học và kỹ sư trên khắp thế giới không ngừng tìm kiếm các giải pháp mới, kể cả trong lĩnh vực vật liệu, có thể giúp tạo ra bước nhảy vọt trong việc cải thiện hiệu suất của bóng bán dẫn.
Tại sao lại sử dụng gali nitride?
Có rất nhiều chất bán dẫn mà bóng bán dẫn có thể được thực hiện, và kể từ khi phát hiện ra hiệu ứng bóng bán dẫn, nhiều người trong số chúng đã được coi là ứng cử viên để sử dụng trong các thiết bị này. Bóng bán dẫn lưỡng cực đầu tiên là gecmani. Từ những năm 1940, nghiên cứu cũng đã được thực hiện trong lĩnh vực gali nitride. Nhưng nhanh chóng thay, silicon đã chiếm vị trí dẫn đầu: các đặc tính của nó khá được chấp nhận vào thời điểm đó, một số đặc tính của nó đã vượt qua germanium và điều rất quan trọng là nó có công nghệ tiên tiến và rẻ tiền.
Mối quan tâm đến gallium nitride bắt đầu hồi sinh vào những năm 1970, và vào đầu những năm 1990, một sự kiện quan trọng đã xảy ra - dựa trên vật liệu này, đèn LED UV và xanh lam sáng đã được tạo ra, giúp có thể thực hiện bộ ba màu đỏ-xanh lục-xanh lam hoàn chỉnh trên chất bán dẫn để tạo ra các màn hình màu, cũng như để tạo ra các đèn LED chiếu sáng mà chúng ta hiện đang sử dụng, kể cả trong cuộc sống hàng ngày.
Nhưng ngoài khả năng phát ra ánh sáng ở vùng trên của quang phổ, vật liệu này có các đặc tính rất hữu ích khi sử dụng ngày càng nhiều ổ điện và các thiết bị điện tử công suất khác, cũng như nhu cầu về tần số cao hơn với sự phát triển của thông tin liên lạc di động kỹ thuật số, cải thiện độ chính xác và các ứng dụng trong các lĩnh vực mới của radar (đủ để nhắc lại rằng hiện nay trên nhiều ô tô hiện đại, radar giúp người lái xe kiểm soát "điểm mù", giữ khoảng cách, v.v.) và nói chung, ngày càng tăng sử dụng điện tử vi sóng. Chúng ta hãy lưu ý những đặc điểm chính của GaN.
Trước hết, gali nitride có khoảng cách vùng cấm rộng (3,39 eV so với 1,12 eV đối với silicon) và cường độ trường tới hạn cao (3,3 MV / cm, trong khi đối với silicon là 0,3 MV / cm). Thông số đầu tiên ảnh hưởng, trước hết là phạm vi nhiệt độ hoạt động của bóng bán dẫn: độ rộng vùng cấm càng lớn, nhiệt độ cao hơn bóng bán dẫn có thể duy trì các thông số của nó. Trong thực tế, GaN cho phép bạn tạo ra các bóng bán dẫn hoạt động ở nhiệt độ lên đến 225 ° C. Ngoài ra, đặc tính này của vật liệu gắn liền với công suất điện tối đa mà bóng bán dẫn có thể kiểm soát. Cường độ trường tới hạn xác định điện áp giới hạn có thể được áp dụng cho bóng bán dẫn: khi sử dụng vật liệu có giá trị cao hơn của thông số này, một thiết bị có cùng kích thước có thể quản lý một điện áp lớn.Những đặc điểm này cho thấy GaN là một vật liệu đầy hứa hẹn để tạo ra các bóng bán dẫn công suất.
Gali nitride cũng cho phép sử dụng nó trong công nghệ vi sóng. Vì vậy, theo một trong những đặc điểm quan trọng nhất đối với khu vực này - vận tốc trôi của độ bão hòa điện tử - vật liệu này vượt qua silicon 2-3 lần. Theo tính di động của các hạt mang điện tích, nó tương ứng với silicon, nhưng kém hơn so với arsenide gali, chất truyền thống cho bóng bán dẫn vi sóng. Đối với GaN, thông số này ở mức chấp nhận được, và mặc dù vật liệu này không phải là vật liệu dẫn đầu không thể tranh cãi trong lĩnh vực vi sóng, nhưng tính đến các đặc tính quyết định sự kết hợp giữa tần số và đặc tính năng lượng của thiết bị, nó cho phép bạn tạo ra vi sóng. bóng bán dẫn với mật độ công suất duy nhất. Những thiết bị như vậy không thể được chế tạo trên cơ sở không chỉ silicon mà còn cả gali arsenide, có độ rộng vùng cấm và cường độ trường tới hạn nhỏ hơn nhiều.
Có thể thấy, không thể tránh khỏi những thỏa hiệp, nhưng sự kết hợp các đặc tính của GaN xác định ba lĩnh vực mà việc sử dụng vật liệu này đã cho thấy hiệu quả của nó: quang điện tử (điốt phát quang và laser trạng thái rắn), chuyển đổi nguồn và cao - bóng bán dẫn vi sóng công suất.
Từ lý thuyết đến thực hành
Mặc dù những ưu điểm của gallium nitride đã được biết đến từ lâu, nhưng năm ra đời của bóng bán dẫn GaN thường được coi là năm 1993, khi bài báo "Bóng bán dẫn hiệu ứng trường kim loại-bán dẫn dựa trên một chip gallium nitride" được xuất bản. trong Thư vật lý ứng dụng (M. Asif Khan, JN Kuznia, AR Bhatarrai, DT Olson Bóng bán dẫn hiệu ứng trường bán dẫn kim loại dựa trên GaN đơn tinh thể), trong đó các tác giả mô tả kết quả tạo và đo các đặc tính của MOSFET thu được trên vật liệu này . Và bóng bán dẫn GaN bắt đầu đi vào công nghệ nối tiếp, đặc biệt là để tiêu dùng hàng loạt, thậm chí muộn hơn, và nói chung quá trình này vẫn đang diễn ra.
Một trong những yếu tố hạn chế trong sự phát triển của công nghệ GaN là khá khó khăn để phát triển một tinh thể của vật liệu này để sử dụng tiếp như một chất nền độc lập. Do đó, các bóng bán dẫn gallium nitride được hình thành trong các lớp biểu mô, được lắng đọng trên các chất nền làm bằng vật liệu khác. Silicon cacbua (SiC) là một trong những vật liệu truyền thống. Ưu điểm của nó trong trường hợp này là sự tương tự của mạng tinh thể với gali nitrua, làm giảm số lượng lớp đệm và nói chung đơn giản hóa quá trình tạo dị cấu trúc. Tuy nhiên, bản thân cacbua silic rất đắt, đó là lý do tại sao giá thành của bóng bán dẫn tương đối cao.
Một lựa chọn thỏa hiệp là sự kết hợp của silicon công nghệ rẻ tiền và gali nitride, có sự kết hợp đặc tính nổi bật. Gần đây, các công nghệ epitaxy đã được tạo ra và thử nghiệm để có thể tạo ra các dị cấu trúc GaN-Si chất lượng cao và đáng tin cậy, và một lợi thế bổ sung của công nghệ này là khả năng làm việc với các tấm wafer có đường kính lớn (ngày nay, lên đến 200 mm) , giúp giảm giá thành của các thiết bị được sản xuất.
Triển vọng đối với nitrua gali trên silicon có vẻ đầy hứa hẹn. Do đó, theo ước tính được Research and Markets công bố vào tháng 11 năm nay, trong giai đoạn 2021-2026, tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) của thị trường thiết bị điện dựa trên gali nitride sẽ vào khoảng 19%. Đồng thời, GaN-Si chiếm thị phần ngày càng tăng trên thị trường thiết bị gali nitride và theo một số dự báo, sẽ vượt qua GaN-SiC đã có trong nửa cuối những năm 2020, có thể là do việc sử dụng ngày càng nhiều các thiết bị như vậy trong điện tử tiêu dùng, đặc biệt là trong điện thoại thông minh, từ - vì yêu cầu ngày càng tăng đối với thiết bị đầu cuối, cũng như do chi phí của công nghệ này giảm hơn nữa.
Các thiết bị hoạt động không đúng nguyên tắc, nhưng trong trường hợp
Theo ghi nhận, Viện Nghiên cứu Khoa học Công nghệ Điện tử Voronezh là một trong những doanh nghiệp trong nước đầu tiên quan tâm đến công nghệ gali nitride dùng trong vi sóng và điện tử công suất. Cho đến nay, công ty cung cấp hơn 25 loại thiết bị vi sóng công suất cao dựa trên gali nitrua trên cacbua silic trong vỏ kim loại-gốm, được sản xuất hàng loạt và tiêu thụ trong ngành với tổng khối lượng 25-30 nghìn chiếc. trong năm.
Danh pháp của NIIET JSC trong lĩnh vực thiết bị vi sóng dựa trên GaN bao gồm cả bóng bán dẫn mạnh mẽ, xung và liên tục, và bộ khuếch đại công suất dựa trên chúng, được làm trong hộp bóng bán dẫn và được kết hợp ở đầu vào và đầu ra để hoạt động trong mạch có trở kháng 50 Ohm . Các tần số được bao phủ bởi các bóng bán dẫn GaN của công ty bao gồm các dải L-, S-, C- và X (1 đến 12 GHz) và công suất xung của các thiết bị này đạt 400 W.
Các bóng bán dẫn chuyển mạch nguồn thường đóng của NIIET JSC đáng được quan tâm đặc biệt. Thông thường, các bóng bán dẫn GaN chính ở trạng thái mở ở điện áp bằng không tại cổng, và để đóng chúng, cần phải áp dụng phân cực âm cho cổng. Các bóng bán dẫn thường đóng của cấu trúc cải tiến hoạt động ở chế độ làm giàu và ở trạng thái đóng ở điện áp cổng bằng không, và mở khi điện áp đặt vào cổng trên một ngưỡng nhất định. Thuộc tính này đơn giản hóa đáng kể mạch trình điều khiển.
Trong lĩnh vực bóng bán dẫn chuyển mạch nguồn, Viện đã phát triển các thiết bị dựa trên gali nitrua trên silic với điện áp đánh thủng nguồn từ 100 đến 450 V, dòng xả trực tiếp từ 20 đến 40 A và dòng chảy xung từ 50 đến 115 A.
Hiện tại, các bóng bán dẫn gallium nitride có điện áp đánh thủng nguồn thoát nước là 600 V. Đang được phát triển. Đạt được giá trị này về mặt chất lượng sẽ mở rộng phạm vi của các thiết bị này: các bóng bán dẫn này có thể được sử dụng để chuyển đổi trực tiếp điện áp nguồn 220 V trong nguồn điện, tính toán biên độ điện áp sự cố cần thiết.
Tất cả mọi người đều có thể sử dụng công nghệ
Như đã nói, hiện tại, các bóng bán dẫn của NIIET JSC được sản xuất trong các hộp sứ kim loại. Giải pháp này, do độ tin cậy và khả năng chống lại các tác động bên ngoài, trước đây đã được sử dụng trong các thiết bị quân sự và mục đích đặc biệt, nhưng trong thị trường dân sự, đặc biệt là thị trường tiêu dùng, nó thường không có tính cạnh tranh do giá thành cao.
Hiện Viện đang coi thị trường dân dụng là một ưu tiên. Đặc biệt, điều này là do những phát triển mới trong bóng bán dẫn điện dựa trên công nghệ của nitrua gali trên silicon, giúp giảm giá thành của tinh thể. Để giảm hơn nữa giá thành của các sản phẩm này và khả năng cạnh tranh thực sự của chúng, kể cả trên thị trường tiêu dùng, chắc chắn cần phải đóng gói các tinh thể bóng bán dẫn trong các hộp nhựa.
Tại xí nghiệp, công việc đang được tiến hành để tổ chức một bộ phận mới cho bao bì bằng nhựa. Công tác tiền dự án đã được triển khai, hình thái kỹ thuật, tài chính và kinh tế của dự án tái vũ trang đã được hình thành. Việc sản xuất hàng loạt các sản phẩm sẽ bắt đầu vào nửa cuối năm 2022. Tại địa điểm mới, ngoài các sản phẩm hiện đang có nhu cầu trên thị trường dân dụng như vi điều khiển và các mạch tích hợp khác, các linh kiện rời do doanh nghiệp phát triển cũng sẽ được lắp ráp và các bóng bán dẫn gallium nitride đa năng cũng không phải là ngoại lệ. Sau đó, những thiết bị này sẽ được cung cấp cho nhiều nhà phát triển, bao gồm cả những người tạo ra các sản phẩm gia dụng và tiêu dùng, đồng thời sẽ giúp họ tạo ra các giải pháp thực sự cạnh tranh trong thị trường phức tạp này không chỉ về đặc tính kỹ thuật mà còn về giá cả. .
Con chim đã ở trong tay!
Cho dù mô tả tích cực thế nào về những ưu điểm của công nghệ và khả năng của doanh nghiệp, bạn luôn muốn tận mắt chứng kiến những gì mà tất cả những điều này mang lại, để cầm trên tay thành phẩm. Và NIIET đã sẵn sàng để chứng minh những gì có thể được thực hiện bằng công nghệ GaN.
Vào năm 2021, các kỹ sư của công ty đã phát triển một bộ sạc đa năng sử dụng bóng bán dẫn chuyển đổi nguồn gallium nitride, được thiết kế để sạc nhiều loại thiết bị tiêu dùng, từ điện thoại thông minh đến máy tính xách tay. Sự phát triển này được thực hiện bởi Viện ở cấp độ phần cứng và hiện tại nó sử dụng các chất tương tự được nhập khẩu của bóng bán dẫn NIIET: thật không may, vỏ kim loại gốm, như đã đề cập, không cho phép mức giá cạnh tranh. Tuy nhiên, với sự phát triển của bao bì bằng nhựa, doanh nghiệp có kế hoạch thay thế các bóng bán dẫn gallium nitride trong thiết bị này bằng các thiết bị có thiết kế riêng.
Thiết bị này thể hiện rõ ràng những lợi ích của công nghệ GaN. Nhờ cô ấy, người ta mới có thể đạt được công suất đầu ra của bộ chuyển đổi là 65 W, mặc dù thực tế là kích thước tổng thể của nó tương đương với kích thước của bộ sạc thông thường dành cho điện thoại thông minh.
Đồng thời, đây có thể là một ví dụ điển hình về cách phát triển trong nước có thể tìm được vị trí thích hợp trên thị trường tiêu dùng. Mặc dù thiết bị này không phải là duy nhất trên thị trường, nhưng các nhà sản xuất nước ngoài đã bắt đầu cung cấp bộ sạc như vậy tương đối gần đây, vì vậy sự phát triển của NIIET hoàn toàn có khả năng chiếm vị trí xứng đáng trong số đó. Thiết bị đã có sẵn để đặt hàng và có thể dùng như một món quà tặng của công ty, đặc biệt là vì các hình ảnh bổ sung có thể được áp dụng cho nó, chẳng hạn như logo công ty. Và trong tương lai gần, nó cũng sẽ có sẵn để mua trên các chợ nổi tiếng.
Ngoài ra, trong năm qua, viện đã bắt đầu phát triển và đã trình diễn một trạm ghép mẫu thử nghiệm cho hội nghị truyền hình với một bộ chức năng độc đáo, chẳng hạn như xoay trạm bằng cách chạm vào vòng cảm ứng, theo dõi vị trí của người nói bằng điểm đánh dấu và nguồn âm thanh, cũng như thiết bị được kết nối sạc không dây, được thực hiện bằng bóng bán dẫn GaN.
Doanh nghiệp có kế hoạch phát triển hơn nữa dòng sản phẩm dân dụng, bao gồm việc sử dụng các thiết bị gali nitride theo thiết kế của riêng mình. Vì vậy, tại cuộc thi ý tưởng kinh doanh vừa hoàn thành do NIIET tổ chức trong khuôn khổ Ngày hội Voronezh lần thứ nhất của StartET về Điện tử, Khoa học và Robot, một trong những giải thưởng đã thuộc về dự án của một sinh viên về bộ sạc không dây cho xe điện, có thể truyền tải điện từ xa. 6,5 kW, thích hợp để triển khai sử dụng các thiết bị điện dựa trên GaN. Dự án này là một trong những dự án mà công ty đang tiếp tục phát triển.
Và trên bầu trời là gì?
Vì vậy, công nghệ gallium nitride có tiềm năng to lớn trong các lĩnh vực ứng dụng đầy hứa hẹn khác nhau, và JSC NIIET có một tồn đọng đáng kể trong lĩnh vực vi ba công suất cao và bóng bán dẫn GaN chuyển đổi nguồn. Toàn bộ dây chuyền thiết bị đã được sản xuất hàng loạt và năm tới công ty có kế hoạch làm chủ bao bì bằng nhựa, điều này sẽ mở rộng phạm vi các thiết bị của viện, bao gồm cả thị trường dân sự.
Nhưng có một vấn đề vẫn đang chờ được giải quyết. Hiện tại, không có doanh nghiệp nào ở Nga có khả năng sản xuất tinh thể hàng loạt bằng công nghệ gali nitrua trên silic, nên việc sản xuất tinh thể phải đặt tại các nhà máy nước ngoài.
Công ty cổ phần "NIIET" gần đây đã hoàn thành việc xây dựng các phòng sạch mới, nơi thiết bị sản xuất tinh thể của các thiết bị bán dẫn, bao gồm cả lò vi sóng, đã được giới thiệu. Địa điểm này cũng có thể trở thành cơ sở để tổ chức sản xuất sau tăng trưởng nối tiếp của một chu kỳ đầy đủ bằng cách sử dụng công nghệ GaN-Si: đối với điều này, cần phải trang bị cho nó khoảng hai chục cơ sở lắp đặt. Các khoản đầu tư cần thiết cho việc này là tương đối nhỏ theo tiêu chuẩn của sản xuất vi điện tử, nhưng chúng vẫn quá lớn đối với một doanh nghiệp riêng lẻ. Vì vậy, hiện nay, việc phát triển sản xuất theo hướng GaN-Si là vấn đề về nguồn kinh phí.
Nếu vấn đề này có thể được giải quyết, câu đố sẽ được hoàn thành hoàn toàn và toàn bộ chu trình của công nghệ gali nitride trên silicon sẽ được tạo ra trên cơ sở của Viện Voronezh: từ việc phát triển các thiết bị bán dẫn, tinh thể sau tăng trưởng và sản xuất lắp ráp linh kiện điện tử và việc tạo ra thiết bị dựa trên nó.
Thực ra công nghệ GaN này được LX nghiên cứu sử dụng từ những ngày đầu sơ khai của bán dẫn. Tuy nhiên do giới hạn công nghệ gia công thời điểm đấy nên các linh liện dùng công nghệ GaN có tính ổn định rất kém. Đặc biệt là bị trôi tham số theo nhiệt độ làm việc rất mạnh.
Ngày trước bọn em thực hành thiết kế mạch, phải tính toán để các linh kiện không bao giờ được phép vượt quá 90 độ C vì sẽ hỏng đặc tính làm việc của linh kiện - trong khi dùng linh kiện Si thì được phép dùng ở ngưỡng 125 độ C.
Lưu ý đây là nhiệt độ tức thời bên trong linh kiện nhé, không phải nhiệt độ liên tục của vỏ ngoài linh kiện.
Mặt khác bọn em được dạy là linh kiện bán dẫn dùng GaN rất độc nên quy trình xử lý các linh kiện cũ hỏng phức tạp hơn....thực tế em cũng chẳng biết có độc hơn Si không, vì khí cháy nổ khét như nhau 🤣
Ưu điểm của linh kiện GaN như các bài trên có nói, đó là nó có thể làm việc với tần số rất cao, công suất tiêu tán qua tiếp xúc P-N nhỏ, nên cùng công suất, linh kiện GaN nhỏ hơn linh kiện Si.
Ưu điển nữa là rào điện thế phân cực P-N của Ga thấp ( khoảng 0.3V - của Si là 0.6V) nên linh kiện Ga có thể làm việc ở điện áp thấp hơn.
Do trào lưu chạy theo bán dẫn Si phát triển nên Ga bị chìm nghỉm không thấy nhắc đến mấy.
Có lẽ LX, vag Nga ngày nay vẫn âm thầm phát triển công nghệ này, đến giờ có vẻ tiến bộ ác.
À, hình như đám anten mảng pha của LX-Nga dùng linh liện Ga thì phải. Vì vậy LX sử dụng anten mảng pha từ khá lâu rồi, phương tây 20 năm gần đây mới quảng cáo rầm rộ anten mảng pha 😁
GaN khác Ga cụ ơi, GaN và SiC là loại band-gap rộng, có hiệu điện thế cao, chịu nhiệt cao, phù hợp với điện tử công suất.
Em nghĩ họ phát triển từ Ga lên chứ nhể? Đương nhiên là phải khác rồi.
Vật liệu khác nhau hoàn toàn mà cụ. Bán dẫn đều là tinh thể, mạng tinh thể khác đi là vật liệu khác rồi.
Cái Ga cụ nói là GaAs, GaN chỉ mới thành công khoảng 20 năm, transistor thương phẩm mới có chưa đến 10 năm. Trước đó không có thương phẩm mà chỉ có cho thiết bị quân sự.
Transistor từ GaN có thể dùng trong các bộ vi xử lý microprocessor không nhỉ?
Có bài này nói về công nghệ GaN, tôi từng đưa từ tháng 1/2022 bên vol 7 ở OF
Chính nó đã nói về công nghệ sản xuất GaN của JSC NIIET ở bài trên.
Trước khi có vụ sản xuất hàng loạt bóng bán dẫn GaN ở post trước, Nga phải mua từ nước ngoài
Làm thế nào câu đố về chu trình đầy đủ của công nghệ nitrua gali (full cycle of gallium nitride technology) được ghép lại với nhau Công nghệ Gali nitrua là một trong những hướng đi đầy hứa hẹn trong việc phát triển cơ sở linh kiện điện tử dùng cho công suất và điện tử vi sóng. Phạm vi ứng dụng mà nó trở thành một trong những ứng dụng hiệu quả nhất, và trong một số trường hợp, đơn giản là không thể thiếu, là cực kỳ rộng và mở rộng từ bộ sạc gia đình đến các hệ thống giao thông điện quan trọng, hệ thống viễn thông tiên tiến và các thiết bị radar hiện đại. Trên toàn thế giới, công nghệ này đang phát triển nhanh chóng, và trong Chiến lược phát triển ngành công nghiệp điện tử của Liên bang Nga giai đoạn đến năm 2030, nó được đưa vào lĩnh vực trọng điểm là "Phát triển khoa học và kỹ thuật" .
Viện Nghiên cứu Khoa học Công nghệ Điện tử thuộc Công ty cổ phần Voronezh (JSC NIIET) là một trong những công ty đầu tiên ở Nga chú ý đến hướng đi này. Đến nay, họ đã tạo ra một công việc tồn đọng đáng kể trong việc phát triển và sản xuất cả các linh kiện điện tử dựa trên gali nitride (GaN ) và các thiết bị sử dụng chúng. Hơn nữa, một số GaN -devices NIIET đã cung cấp hàng loạt cho người tiêu dùng.
Bài viết này sẽ thảo luận về lý do tại sao công nghệ này lại có triển vọng đến vậy, NIIET JSC đã đạt được những gì trong lĩnh vực này và những nhiệm vụ cần giải quyết trong tương lai gần và lâu dài hơn.
Spoiler
Click để xem chi tiết
Một chút về lịch sử
Nhân loại đã có nhiều khám phá trong lịch sử và thực hiện một số lượng lớn các phát minh, nhưng chỉ một số ít trong số đó đã thay đổi về mặt chất lượng cuộc sống của chúng ta, và tất nhiên, phát minh ra transistor bán dẫn cũng nằm trong số đó. Mặc dù rơ le điện từ vẫn có thể đáp ứng các nhiệm vụ chuyển mạch có điều khiển và bộ khuếch đại tín hiệu được chế tạo thành công trên các ống chân không, bóng bán dẫn đã đưa điện tử - cả tương tự và kỹ thuật số - lên một tầm cao mới. Ngoài việc đạt được độ tin cậy cao, khả năng sản xuất, các đặc tính điện của thiết bị, theo thời gian, bóng bán dẫn có thể tạo ra một loại sản phẩm hoàn toàn mới - mạch tích hợp, làm cho các thiết bị phức tạp có chức năng cao trở nên nhỏ gọn, dễ sử dụng và dễ tiếp cận với mọi người, và không chỉ dành cho các nhà khoa học và chuyên gia trong các lĩnh vực nhất định,
Tuy nhiên, các đặc tính của một linh kiện bán dẫn thể rắn, là một bóng bán dẫn, phần lớn được xác định bởi các đặc tính của vật liệu được sử dụng. Hơn nữa, các thông số nhất định của một vật liệu cụ thể trở thành yếu tố hạn chế sự phát triển hơn nữa: bóng bán dẫn "nằm" trong một giới hạn không thể vượt qua do các quy luật vật lý. Đồng thời, ngày càng có nhiều nhiệm vụ khác nhau được giao cho thiết bị điện tử, nó thâm nhập vào hầu hết các lĩnh vực trong cuộc sống của chúng ta và phải ứng phó với những thách thức mới. Do đó, các nhà khoa học và kỹ sư trên khắp thế giới không ngừng tìm kiếm các giải pháp mới, kể cả trong lĩnh vực vật liệu, có thể giúp tạo ra bước nhảy vọt trong việc cải thiện hiệu suất của bóng bán dẫn.
Tại sao lại sử dụng gali nitride?
Có rất nhiều chất bán dẫn mà bóng bán dẫn có thể được thực hiện, và kể từ khi phát hiện ra hiệu ứng bóng bán dẫn, nhiều người trong số chúng đã được coi là ứng cử viên để sử dụng trong các thiết bị này. Bóng bán dẫn lưỡng cực đầu tiên là gecmani. Từ những năm 1940, nghiên cứu cũng đã được thực hiện trong lĩnh vực gali nitride. Nhưng nhanh chóng thay, silicon đã chiếm vị trí dẫn đầu: các đặc tính của nó khá được chấp nhận vào thời điểm đó, một số đặc tính của nó đã vượt qua germanium và điều rất quan trọng là nó có công nghệ tiên tiến và rẻ tiền.
Mối quan tâm đến gallium nitride bắt đầu hồi sinh vào những năm 1970, và vào đầu những năm 1990, một sự kiện quan trọng đã xảy ra - dựa trên vật liệu này, đèn LED UV và xanh lam sáng đã được tạo ra, giúp có thể thực hiện bộ ba màu đỏ-xanh lục-xanh lam hoàn chỉnh trên chất bán dẫn để tạo ra các màn hình màu, cũng như để tạo ra các đèn LED chiếu sáng mà chúng ta hiện đang sử dụng, kể cả trong cuộc sống hàng ngày.
Nhưng ngoài khả năng phát ra ánh sáng ở vùng trên của quang phổ, vật liệu này có các đặc tính rất hữu ích khi sử dụng ngày càng nhiều ổ điện và các thiết bị điện tử công suất khác, cũng như nhu cầu về tần số cao hơn với sự phát triển của thông tin liên lạc di động kỹ thuật số, cải thiện độ chính xác và các ứng dụng trong các lĩnh vực mới của radar (đủ để nhắc lại rằng hiện nay trên nhiều ô tô hiện đại, radar giúp người lái xe kiểm soát "điểm mù", giữ khoảng cách, v.v.) và nói chung, ngày càng tăng sử dụng điện tử vi sóng. Chúng ta hãy lưu ý những đặc điểm chính của GaN.
Trước hết, gali nitride có khoảng cách vùng cấm rộng (3,39 eV so với 1,12 eV đối với silicon) và cường độ trường tới hạn cao (3,3 MV / cm, trong khi đối với silicon là 0,3 MV / cm). Thông số đầu tiên ảnh hưởng, trước hết là phạm vi nhiệt độ hoạt động của bóng bán dẫn: độ rộng vùng cấm càng lớn, nhiệt độ cao hơn bóng bán dẫn có thể duy trì các thông số của nó. Trong thực tế, GaN cho phép bạn tạo ra các bóng bán dẫn hoạt động ở nhiệt độ lên đến 225 ° C. Ngoài ra, đặc tính này của vật liệu gắn liền với công suất điện tối đa mà bóng bán dẫn có thể kiểm soát. Cường độ trường tới hạn xác định điện áp giới hạn có thể được áp dụng cho bóng bán dẫn: khi sử dụng vật liệu có giá trị cao hơn của thông số này, một thiết bị có cùng kích thước có thể quản lý một điện áp lớn.Những đặc điểm này cho thấy GaN là một vật liệu đầy hứa hẹn để tạo ra các bóng bán dẫn công suất.
Gali nitride cũng cho phép sử dụng nó trong công nghệ vi sóng. Vì vậy, theo một trong những đặc điểm quan trọng nhất đối với khu vực này - vận tốc trôi của độ bão hòa điện tử - vật liệu này vượt qua silicon 2-3 lần. Theo tính di động của các hạt mang điện tích, nó tương ứng với silicon, nhưng kém hơn so với arsenide gali, chất truyền thống cho bóng bán dẫn vi sóng. Đối với GaN, thông số này ở mức chấp nhận được, và mặc dù vật liệu này không phải là vật liệu dẫn đầu không thể tranh cãi trong lĩnh vực vi sóng, nhưng tính đến các đặc tính quyết định sự kết hợp giữa tần số và đặc tính năng lượng của thiết bị, nó cho phép bạn tạo ra vi sóng. bóng bán dẫn với mật độ công suất duy nhất. Những thiết bị như vậy không thể được chế tạo trên cơ sở không chỉ silicon mà còn cả gali arsenide, có độ rộng vùng cấm và cường độ trường tới hạn nhỏ hơn nhiều.
Có thể thấy, không thể tránh khỏi những thỏa hiệp, nhưng sự kết hợp các đặc tính của GaN xác định ba lĩnh vực mà việc sử dụng vật liệu này đã cho thấy hiệu quả của nó: quang điện tử (điốt phát quang và laser trạng thái rắn), chuyển đổi nguồn và cao - bóng bán dẫn vi sóng công suất.
Từ lý thuyết đến thực hành
Mặc dù những ưu điểm của gallium nitride đã được biết đến từ lâu, nhưng năm ra đời của bóng bán dẫn GaN thường được coi là năm 1993, khi bài báo "Bóng bán dẫn hiệu ứng trường kim loại-bán dẫn dựa trên một chip gallium nitride" được xuất bản. trong Thư vật lý ứng dụng (M. Asif Khan, JN Kuznia, AR Bhatarrai, DT Olson Bóng bán dẫn hiệu ứng trường bán dẫn kim loại dựa trên GaN đơn tinh thể), trong đó các tác giả mô tả kết quả tạo và đo các đặc tính của MOSFET thu được trên vật liệu này . Và bóng bán dẫn GaN bắt đầu đi vào công nghệ nối tiếp, đặc biệt là để tiêu dùng hàng loạt, thậm chí muộn hơn, và nói chung quá trình này vẫn đang diễn ra.
Một trong những yếu tố hạn chế trong sự phát triển của công nghệ GaN là khá khó khăn để phát triển một tinh thể của vật liệu này để sử dụng tiếp như một chất nền độc lập. Do đó, các bóng bán dẫn gallium nitride được hình thành trong các lớp biểu mô, được lắng đọng trên các chất nền làm bằng vật liệu khác. Silicon cacbua (SiC) là một trong những vật liệu truyền thống. Ưu điểm của nó trong trường hợp này là sự tương tự của mạng tinh thể với gali nitrua, làm giảm số lượng lớp đệm và nói chung đơn giản hóa quá trình tạo dị cấu trúc. Tuy nhiên, bản thân cacbua silic rất đắt, đó là lý do tại sao giá thành của bóng bán dẫn tương đối cao.
Một lựa chọn thỏa hiệp là sự kết hợp của silicon công nghệ rẻ tiền và gali nitride, có sự kết hợp đặc tính nổi bật. Gần đây, các công nghệ epitaxy đã được tạo ra và thử nghiệm để có thể tạo ra các dị cấu trúc GaN-Si chất lượng cao và đáng tin cậy, và một lợi thế bổ sung của công nghệ này là khả năng làm việc với các tấm wafer có đường kính lớn (ngày nay, lên đến 200 mm) , giúp giảm giá thành của các thiết bị được sản xuất.
Triển vọng đối với nitrua gali trên silicon có vẻ đầy hứa hẹn. Do đó, theo ước tính được Research and Markets công bố vào tháng 11 năm nay, trong giai đoạn 2021-2026, tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) của thị trường thiết bị điện dựa trên gali nitride sẽ vào khoảng 19%. Đồng thời, GaN-Si chiếm thị phần ngày càng tăng trên thị trường thiết bị gali nitride và theo một số dự báo, sẽ vượt qua GaN-SiC đã có trong nửa cuối những năm 2020, có thể là do việc sử dụng ngày càng nhiều các thiết bị như vậy trong điện tử tiêu dùng, đặc biệt là trong điện thoại thông minh, từ - vì yêu cầu ngày càng tăng đối với thiết bị đầu cuối, cũng như do chi phí của công nghệ này giảm hơn nữa.
Các thiết bị hoạt động không đúng nguyên tắc, nhưng trong trường hợp
Theo ghi nhận, Viện Nghiên cứu Khoa học Công nghệ Điện tử Voronezh là một trong những doanh nghiệp trong nước đầu tiên quan tâm đến công nghệ gali nitride dùng trong vi sóng và điện tử công suất. Cho đến nay, công ty cung cấp hơn 25 loại thiết bị vi sóng công suất cao dựa trên gali nitrua trên cacbua silic trong vỏ kim loại-gốm, được sản xuất hàng loạt và tiêu thụ trong ngành với tổng khối lượng 25-30 nghìn chiếc. trong năm.
Danh pháp của NIIET JSC trong lĩnh vực thiết bị vi sóng dựa trên GaN bao gồm cả bóng bán dẫn mạnh mẽ, xung và liên tục, và bộ khuếch đại công suất dựa trên chúng, được làm trong hộp bóng bán dẫn và được kết hợp ở đầu vào và đầu ra để hoạt động trong mạch có trở kháng 50 Ohm . Các tần số được bao phủ bởi các bóng bán dẫn GaN của công ty bao gồm các dải L-, S-, C- và X (1 đến 12 GHz) và công suất xung của các thiết bị này đạt 400 W.
Các bóng bán dẫn chuyển mạch nguồn thường đóng của NIIET JSC đáng được quan tâm đặc biệt. Thông thường, các bóng bán dẫn GaN chính ở trạng thái mở ở điện áp bằng không tại cổng, và để đóng chúng, cần phải áp dụng phân cực âm cho cổng. Các bóng bán dẫn thường đóng của cấu trúc cải tiến hoạt động ở chế độ làm giàu và ở trạng thái đóng ở điện áp cổng bằng không, và mở khi điện áp đặt vào cổng trên một ngưỡng nhất định. Thuộc tính này đơn giản hóa đáng kể mạch trình điều khiển.
Trong lĩnh vực bóng bán dẫn chuyển mạch nguồn, Viện đã phát triển các thiết bị dựa trên gali nitrua trên silic với điện áp đánh thủng nguồn từ 100 đến 450 V, dòng xả trực tiếp từ 20 đến 40 A và dòng chảy xung từ 50 đến 115 A.
Hiện tại, các bóng bán dẫn gallium nitride có điện áp đánh thủng nguồn thoát nước là 600 V. Đang được phát triển. Đạt được giá trị này về mặt chất lượng sẽ mở rộng phạm vi của các thiết bị này: các bóng bán dẫn này có thể được sử dụng để chuyển đổi trực tiếp điện áp nguồn 220 V trong nguồn điện, tính toán biên độ điện áp sự cố cần thiết.
Tất cả mọi người đều có thể sử dụng công nghệ
Như đã nói, hiện tại, các bóng bán dẫn của NIIET JSC được sản xuất trong các hộp sứ kim loại. Giải pháp này, do độ tin cậy và khả năng chống lại các tác động bên ngoài, trước đây đã được sử dụng trong các thiết bị quân sự và mục đích đặc biệt, nhưng trong thị trường dân sự, đặc biệt là thị trường tiêu dùng, nó thường không có tính cạnh tranh do giá thành cao.
Hiện Viện đang coi thị trường dân dụng là một ưu tiên. Đặc biệt, điều này là do những phát triển mới trong bóng bán dẫn điện dựa trên công nghệ của nitrua gali trên silicon, giúp giảm giá thành của tinh thể. Để giảm hơn nữa giá thành của các sản phẩm này và khả năng cạnh tranh thực sự của chúng, kể cả trên thị trường tiêu dùng, chắc chắn cần phải đóng gói các tinh thể bóng bán dẫn trong các hộp nhựa.
Tại xí nghiệp, công việc đang được tiến hành để tổ chức một bộ phận mới cho bao bì bằng nhựa. Công tác tiền dự án đã được triển khai, hình thái kỹ thuật, tài chính và kinh tế của dự án tái vũ trang đã được hình thành. Việc sản xuất hàng loạt các sản phẩm sẽ bắt đầu vào nửa cuối năm 2022. Tại địa điểm mới, ngoài các sản phẩm hiện đang có nhu cầu trên thị trường dân dụng như vi điều khiển và các mạch tích hợp khác, các linh kiện rời do doanh nghiệp phát triển cũng sẽ được lắp ráp và các bóng bán dẫn gallium nitride đa năng cũng không phải là ngoại lệ. Sau đó, những thiết bị này sẽ được cung cấp cho nhiều nhà phát triển, bao gồm cả những người tạo ra các sản phẩm gia dụng và tiêu dùng, đồng thời sẽ giúp họ tạo ra các giải pháp thực sự cạnh tranh trong thị trường phức tạp này không chỉ về đặc tính kỹ thuật mà còn về giá cả. .
Con chim đã ở trong tay!
Cho dù mô tả tích cực thế nào về những ưu điểm của công nghệ và khả năng của doanh nghiệp, bạn luôn muốn tận mắt chứng kiến những gì mà tất cả những điều này mang lại, để cầm trên tay thành phẩm. Và NIIET đã sẵn sàng để chứng minh những gì có thể được thực hiện bằng công nghệ GaN.
Vào năm 2021, các kỹ sư của công ty đã phát triển một bộ sạc đa năng sử dụng bóng bán dẫn chuyển đổi nguồn gallium nitride, được thiết kế để sạc nhiều loại thiết bị tiêu dùng, từ điện thoại thông minh đến máy tính xách tay. Sự phát triển này được thực hiện bởi Viện ở cấp độ phần cứng và hiện tại nó sử dụng các chất tương tự được nhập khẩu của bóng bán dẫn NIIET: thật không may, vỏ kim loại gốm, như đã đề cập, không cho phép mức giá cạnh tranh. Tuy nhiên, với sự phát triển của bao bì bằng nhựa, doanh nghiệp có kế hoạch thay thế các bóng bán dẫn gallium nitride trong thiết bị này bằng các thiết bị có thiết kế riêng.
Thiết bị này thể hiện rõ ràng những lợi ích của công nghệ GaN. Nhờ cô ấy, người ta mới có thể đạt được công suất đầu ra của bộ chuyển đổi là 65 W, mặc dù thực tế là kích thước tổng thể của nó tương đương với kích thước của bộ sạc thông thường dành cho điện thoại thông minh.
Đồng thời, đây có thể là một ví dụ điển hình về cách phát triển trong nước có thể tìm được vị trí thích hợp trên thị trường tiêu dùng. Mặc dù thiết bị này không phải là duy nhất trên thị trường, nhưng các nhà sản xuất nước ngoài đã bắt đầu cung cấp bộ sạc như vậy tương đối gần đây, vì vậy sự phát triển của NIIET hoàn toàn có khả năng chiếm vị trí xứng đáng trong số đó. Thiết bị đã có sẵn để đặt hàng và có thể dùng như một món quà tặng của công ty, đặc biệt là vì các hình ảnh bổ sung có thể được áp dụng cho nó, chẳng hạn như logo công ty. Và trong tương lai gần, nó cũng sẽ có sẵn để mua trên các chợ nổi tiếng.
Ngoài ra, trong năm qua, viện đã bắt đầu phát triển và đã trình diễn một trạm ghép mẫu thử nghiệm cho hội nghị truyền hình với một bộ chức năng độc đáo, chẳng hạn như xoay trạm bằng cách chạm vào vòng cảm ứng, theo dõi vị trí của người nói bằng điểm đánh dấu và nguồn âm thanh, cũng như thiết bị được kết nối sạc không dây, được thực hiện bằng bóng bán dẫn GaN.
Doanh nghiệp có kế hoạch phát triển hơn nữa dòng sản phẩm dân dụng, bao gồm việc sử dụng các thiết bị gali nitride theo thiết kế của riêng mình. Vì vậy, tại cuộc thi ý tưởng kinh doanh vừa hoàn thành do NIIET tổ chức trong khuôn khổ Ngày hội Voronezh lần thứ nhất của StartET về Điện tử, Khoa học và Robot, một trong những giải thưởng đã thuộc về dự án của một sinh viên về bộ sạc không dây cho xe điện, có thể truyền tải điện từ xa. 6,5 kW, thích hợp để triển khai sử dụng các thiết bị điện dựa trên GaN. Dự án này là một trong những dự án mà công ty đang tiếp tục phát triển.
Và trên bầu trời là gì?
Vì vậy, công nghệ gallium nitride có tiềm năng to lớn trong các lĩnh vực ứng dụng đầy hứa hẹn khác nhau, và JSC NIIET có một tồn đọng đáng kể trong lĩnh vực vi ba công suất cao và bóng bán dẫn GaN chuyển đổi nguồn. Toàn bộ dây chuyền thiết bị đã được sản xuất hàng loạt và năm tới công ty có kế hoạch làm chủ bao bì bằng nhựa, điều này sẽ mở rộng phạm vi các thiết bị của viện, bao gồm cả thị trường dân sự.
Nhưng có một vấn đề vẫn đang chờ được giải quyết. Hiện tại, không có doanh nghiệp nào ở Nga có khả năng sản xuất tinh thể hàng loạt bằng công nghệ gali nitrua trên silic, nên việc sản xuất tinh thể phải đặt tại các nhà máy nước ngoài.
Công ty cổ phần "NIIET" gần đây đã hoàn thành việc xây dựng các phòng sạch mới, nơi thiết bị sản xuất tinh thể của các thiết bị bán dẫn, bao gồm cả lò vi sóng, đã được giới thiệu. Địa điểm này cũng có thể trở thành cơ sở để tổ chức sản xuất sau tăng trưởng nối tiếp của một chu kỳ đầy đủ bằng cách sử dụng công nghệ GaN-Si: đối với điều này, cần phải trang bị cho nó khoảng hai chục cơ sở lắp đặt. Các khoản đầu tư cần thiết cho việc này là tương đối nhỏ theo tiêu chuẩn của sản xuất vi điện tử, nhưng chúng vẫn quá lớn đối với một doanh nghiệp riêng lẻ. Vì vậy, hiện nay, việc phát triển sản xuất theo hướng GaN-Si là vấn đề về nguồn kinh phí.
Nếu vấn đề này có thể được giải quyết, câu đố sẽ được hoàn thành hoàn toàn và toàn bộ chu trình của công nghệ gali nitride trên silicon sẽ được tạo ra trên cơ sở của Viện Voronezh: từ việc phát triển các thiết bị bán dẫn, tinh thể sau tăng trưởng và sản xuất lắp ráp linh kiện điện tử và việc tạo ra thiết bị dựa trên nó.
Thực ra công nghệ GaN này được LX nghiên cứu sử dụng từ những ngày đầu sơ khai của bán dẫn. Tuy nhiên do giới hạn công nghệ gia công thời điểm đấy nên các linh liện dùng công nghệ GaN có tính ổn định rất kém. Đặc biệt là bị trôi tham số theo nhiệt độ làm việc rất mạnh.
Ngày trước bọn em thực hành thiết kế mạch, phải tính toán để các linh kiện không bao giờ được phép vượt quá 90 độ C vì sẽ hỏng đặc tính làm việc của linh kiện - trong khi dùng linh kiện Si thì được phép dùng ở ngưỡng 125 độ C.
Lưu ý đây là nhiệt độ tức thời bên trong linh kiện nhé, không phải nhiệt độ liên tục của vỏ ngoài linh kiện.
Mặt khác bọn em được dạy là linh kiện bán dẫn dùng GaN rất độc nên quy trình xử lý các linh kiện cũ hỏng phức tạp hơn....thực tế em cũng chẳng biết có độc hơn Si không, vì khí cháy nổ khét như nhau 🤣
Ưu điểm của linh kiện GaN như các bài trên có nói, đó là nó có thể làm việc với tần số rất cao, công suất tiêu tán qua tiếp xúc P-N nhỏ, nên cùng công suất, linh kiện GaN nhỏ hơn linh kiện Si.
Ưu điển nữa là rào điện thế phân cực P-N của Ga thấp ( khoảng 0.3V - của Si là 0.6V) nên linh kiện Ga có thể làm việc ở điện áp thấp hơn.
Do trào lưu chạy theo bán dẫn Si phát triển nên Ga bị chìm nghỉm không thấy nhắc đến mấy.
Có lẽ LX, vag Nga ngày nay vẫn âm thầm phát triển công nghệ này, đến giờ có vẻ tiến bộ ác.
À, hình như đám anten mảng pha của LX-Nga dùng linh liện Ga thì phải. Vì vậy LX sử dụng anten mảng pha từ khá lâu rồi, phương tây 20 năm gần đây mới quảng cáo rầm rộ anten mảng pha 😁
GaN khác Ga cụ ơi, GaN và SiC là loại band-gap rộng, có hiệu điện thế cao, chịu nhiệt cao, phù hợp với điện tử công suất.
Em nghĩ họ phát triển từ Ga lên chứ nhể? Đương nhiên là phải khác rồi.
Vật liệu khác nhau hoàn toàn mà cụ. Bán dẫn đều là tinh thể, mạng tinh thể khác đi là vật liệu khác rồi.
Cái Ga cụ nói là GaAs, GaN chỉ mới thành công khoảng 20 năm, transistor thương phẩm mới có chưa đến 10 năm. Trước đó không có thương phẩm mà chỉ có cho thiết bị quân sự.
Transistor từ GaN có thể dùng trong các bộ vi xử lý microprocessor không nhỉ?
Tôi k thấy vấn đề gì k được
Hiện nay vẫn chưa chế được microprocessor từ GaN, chỉ mới có linh kiện rời như transistor, thyristor, IGBT... thôi cụ ạ. GaN với SiC là điện tử công suất, không phù hợp để xử lý thông tin.
Có bài này nói về công nghệ GaN, tôi từng đưa từ tháng 1/2022 bên vol 7 ở OF
Chính nó đã nói về công nghệ sản xuất GaN của JSC NIIET ở bài trên.
Trước khi có vụ sản xuất hàng loạt bóng bán dẫn GaN ở post trước, Nga phải mua từ nước ngoài
Làm thế nào câu đố về chu trình đầy đủ của công nghệ nitrua gali (full cycle of gallium nitride technology) được ghép lại với nhau Công nghệ Gali nitrua là một trong những hướng đi đầy hứa hẹn trong việc phát triển cơ sở linh kiện điện tử dùng cho công suất và điện tử vi sóng. Phạm vi ứng dụng mà nó trở thành một trong những ứng dụng hiệu quả nhất, và trong một số trường hợp, đơn giản là không thể thiếu, là cực kỳ rộng và mở rộng từ bộ sạc gia đình đến các hệ thống giao thông điện quan trọng, hệ thống viễn thông tiên tiến và các thiết bị radar hiện đại. Trên toàn thế giới, công nghệ này đang phát triển nhanh chóng, và trong Chiến lược phát triển ngành công nghiệp điện tử của Liên bang Nga giai đoạn đến năm 2030, nó được đưa vào lĩnh vực trọng điểm là "Phát triển khoa học và kỹ thuật" .
Viện Nghiên cứu Khoa học Công nghệ Điện tử thuộc Công ty cổ phần Voronezh (JSC NIIET) là một trong những công ty đầu tiên ở Nga chú ý đến hướng đi này. Đến nay, họ đã tạo ra một công việc tồn đọng đáng kể trong việc phát triển và sản xuất cả các linh kiện điện tử dựa trên gali nitride (GaN ) và các thiết bị sử dụng chúng. Hơn nữa, một số GaN -devices NIIET đã cung cấp hàng loạt cho người tiêu dùng.
Bài viết này sẽ thảo luận về lý do tại sao công nghệ này lại có triển vọng đến vậy, NIIET JSC đã đạt được những gì trong lĩnh vực này và những nhiệm vụ cần giải quyết trong tương lai gần và lâu dài hơn.
Spoiler
Click để xem chi tiết
Một chút về lịch sử
Nhân loại đã có nhiều khám phá trong lịch sử và thực hiện một số lượng lớn các phát minh, nhưng chỉ một số ít trong số đó đã thay đổi về mặt chất lượng cuộc sống của chúng ta, và tất nhiên, phát minh ra transistor bán dẫn cũng nằm trong số đó. Mặc dù rơ le điện từ vẫn có thể đáp ứng các nhiệm vụ chuyển mạch có điều khiển và bộ khuếch đại tín hiệu được chế tạo thành công trên các ống chân không, bóng bán dẫn đã đưa điện tử - cả tương tự và kỹ thuật số - lên một tầm cao mới. Ngoài việc đạt được độ tin cậy cao, khả năng sản xuất, các đặc tính điện của thiết bị, theo thời gian, bóng bán dẫn có thể tạo ra một loại sản phẩm hoàn toàn mới - mạch tích hợp, làm cho các thiết bị phức tạp có chức năng cao trở nên nhỏ gọn, dễ sử dụng và dễ tiếp cận với mọi người, và không chỉ dành cho các nhà khoa học và chuyên gia trong các lĩnh vực nhất định,
Tuy nhiên, các đặc tính của một linh kiện bán dẫn thể rắn, là một bóng bán dẫn, phần lớn được xác định bởi các đặc tính của vật liệu được sử dụng. Hơn nữa, các thông số nhất định của một vật liệu cụ thể trở thành yếu tố hạn chế sự phát triển hơn nữa: bóng bán dẫn "nằm" trong một giới hạn không thể vượt qua do các quy luật vật lý. Đồng thời, ngày càng có nhiều nhiệm vụ khác nhau được giao cho thiết bị điện tử, nó thâm nhập vào hầu hết các lĩnh vực trong cuộc sống của chúng ta và phải ứng phó với những thách thức mới. Do đó, các nhà khoa học và kỹ sư trên khắp thế giới không ngừng tìm kiếm các giải pháp mới, kể cả trong lĩnh vực vật liệu, có thể giúp tạo ra bước nhảy vọt trong việc cải thiện hiệu suất của bóng bán dẫn.
Tại sao lại sử dụng gali nitride?
Có rất nhiều chất bán dẫn mà bóng bán dẫn có thể được thực hiện, và kể từ khi phát hiện ra hiệu ứng bóng bán dẫn, nhiều người trong số chúng đã được coi là ứng cử viên để sử dụng trong các thiết bị này. Bóng bán dẫn lưỡng cực đầu tiên là gecmani. Từ những năm 1940, nghiên cứu cũng đã được thực hiện trong lĩnh vực gali nitride. Nhưng nhanh chóng thay, silicon đã chiếm vị trí dẫn đầu: các đặc tính của nó khá được chấp nhận vào thời điểm đó, một số đặc tính của nó đã vượt qua germanium và điều rất quan trọng là nó có công nghệ tiên tiến và rẻ tiền.
Mối quan tâm đến gallium nitride bắt đầu hồi sinh vào những năm 1970, và vào đầu những năm 1990, một sự kiện quan trọng đã xảy ra - dựa trên vật liệu này, đèn LED UV và xanh lam sáng đã được tạo ra, giúp có thể thực hiện bộ ba màu đỏ-xanh lục-xanh lam hoàn chỉnh trên chất bán dẫn để tạo ra các màn hình màu, cũng như để tạo ra các đèn LED chiếu sáng mà chúng ta hiện đang sử dụng, kể cả trong cuộc sống hàng ngày.
Nhưng ngoài khả năng phát ra ánh sáng ở vùng trên của quang phổ, vật liệu này có các đặc tính rất hữu ích khi sử dụng ngày càng nhiều ổ điện và các thiết bị điện tử công suất khác, cũng như nhu cầu về tần số cao hơn với sự phát triển của thông tin liên lạc di động kỹ thuật số, cải thiện độ chính xác và các ứng dụng trong các lĩnh vực mới của radar (đủ để nhắc lại rằng hiện nay trên nhiều ô tô hiện đại, radar giúp người lái xe kiểm soát "điểm mù", giữ khoảng cách, v.v.) và nói chung, ngày càng tăng sử dụng điện tử vi sóng. Chúng ta hãy lưu ý những đặc điểm chính của GaN.
Trước hết, gali nitride có khoảng cách vùng cấm rộng (3,39 eV so với 1,12 eV đối với silicon) và cường độ trường tới hạn cao (3,3 MV / cm, trong khi đối với silicon là 0,3 MV / cm). Thông số đầu tiên ảnh hưởng, trước hết là phạm vi nhiệt độ hoạt động của bóng bán dẫn: độ rộng vùng cấm càng lớn, nhiệt độ cao hơn bóng bán dẫn có thể duy trì các thông số của nó. Trong thực tế, GaN cho phép bạn tạo ra các bóng bán dẫn hoạt động ở nhiệt độ lên đến 225 ° C. Ngoài ra, đặc tính này của vật liệu gắn liền với công suất điện tối đa mà bóng bán dẫn có thể kiểm soát. Cường độ trường tới hạn xác định điện áp giới hạn có thể được áp dụng cho bóng bán dẫn: khi sử dụng vật liệu có giá trị cao hơn của thông số này, một thiết bị có cùng kích thước có thể quản lý một điện áp lớn.Những đặc điểm này cho thấy GaN là một vật liệu đầy hứa hẹn để tạo ra các bóng bán dẫn công suất.
Gali nitride cũng cho phép sử dụng nó trong công nghệ vi sóng. Vì vậy, theo một trong những đặc điểm quan trọng nhất đối với khu vực này - vận tốc trôi của độ bão hòa điện tử - vật liệu này vượt qua silicon 2-3 lần. Theo tính di động của các hạt mang điện tích, nó tương ứng với silicon, nhưng kém hơn so với arsenide gali, chất truyền thống cho bóng bán dẫn vi sóng. Đối với GaN, thông số này ở mức chấp nhận được, và mặc dù vật liệu này không phải là vật liệu dẫn đầu không thể tranh cãi trong lĩnh vực vi sóng, nhưng tính đến các đặc tính quyết định sự kết hợp giữa tần số và đặc tính năng lượng của thiết bị, nó cho phép bạn tạo ra vi sóng. bóng bán dẫn với mật độ công suất duy nhất. Những thiết bị như vậy không thể được chế tạo trên cơ sở không chỉ silicon mà còn cả gali arsenide, có độ rộng vùng cấm và cường độ trường tới hạn nhỏ hơn nhiều.
Có thể thấy, không thể tránh khỏi những thỏa hiệp, nhưng sự kết hợp các đặc tính của GaN xác định ba lĩnh vực mà việc sử dụng vật liệu này đã cho thấy hiệu quả của nó: quang điện tử (điốt phát quang và laser trạng thái rắn), chuyển đổi nguồn và cao - bóng bán dẫn vi sóng công suất.
Từ lý thuyết đến thực hành
Mặc dù những ưu điểm của gallium nitride đã được biết đến từ lâu, nhưng năm ra đời của bóng bán dẫn GaN thường được coi là năm 1993, khi bài báo "Bóng bán dẫn hiệu ứng trường kim loại-bán dẫn dựa trên một chip gallium nitride" được xuất bản. trong Thư vật lý ứng dụng (M. Asif Khan, JN Kuznia, AR Bhatarrai, DT Olson Bóng bán dẫn hiệu ứng trường bán dẫn kim loại dựa trên GaN đơn tinh thể), trong đó các tác giả mô tả kết quả tạo và đo các đặc tính của MOSFET thu được trên vật liệu này . Và bóng bán dẫn GaN bắt đầu đi vào công nghệ nối tiếp, đặc biệt là để tiêu dùng hàng loạt, thậm chí muộn hơn, và nói chung quá trình này vẫn đang diễn ra.
Một trong những yếu tố hạn chế trong sự phát triển của công nghệ GaN là khá khó khăn để phát triển một tinh thể của vật liệu này để sử dụng tiếp như một chất nền độc lập. Do đó, các bóng bán dẫn gallium nitride được hình thành trong các lớp biểu mô, được lắng đọng trên các chất nền làm bằng vật liệu khác. Silicon cacbua (SiC) là một trong những vật liệu truyền thống. Ưu điểm của nó trong trường hợp này là sự tương tự của mạng tinh thể với gali nitrua, làm giảm số lượng lớp đệm và nói chung đơn giản hóa quá trình tạo dị cấu trúc. Tuy nhiên, bản thân cacbua silic rất đắt, đó là lý do tại sao giá thành của bóng bán dẫn tương đối cao.
Một lựa chọn thỏa hiệp là sự kết hợp của silicon công nghệ rẻ tiền và gali nitride, có sự kết hợp đặc tính nổi bật. Gần đây, các công nghệ epitaxy đã được tạo ra và thử nghiệm để có thể tạo ra các dị cấu trúc GaN-Si chất lượng cao và đáng tin cậy, và một lợi thế bổ sung của công nghệ này là khả năng làm việc với các tấm wafer có đường kính lớn (ngày nay, lên đến 200 mm) , giúp giảm giá thành của các thiết bị được sản xuất.
Triển vọng đối với nitrua gali trên silicon có vẻ đầy hứa hẹn. Do đó, theo ước tính được Research and Markets công bố vào tháng 11 năm nay, trong giai đoạn 2021-2026, tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) của thị trường thiết bị điện dựa trên gali nitride sẽ vào khoảng 19%. Đồng thời, GaN-Si chiếm thị phần ngày càng tăng trên thị trường thiết bị gali nitride và theo một số dự báo, sẽ vượt qua GaN-SiC đã có trong nửa cuối những năm 2020, có thể là do việc sử dụng ngày càng nhiều các thiết bị như vậy trong điện tử tiêu dùng, đặc biệt là trong điện thoại thông minh, từ - vì yêu cầu ngày càng tăng đối với thiết bị đầu cuối, cũng như do chi phí của công nghệ này giảm hơn nữa.
Các thiết bị hoạt động không đúng nguyên tắc, nhưng trong trường hợp
Theo ghi nhận, Viện Nghiên cứu Khoa học Công nghệ Điện tử Voronezh là một trong những doanh nghiệp trong nước đầu tiên quan tâm đến công nghệ gali nitride dùng trong vi sóng và điện tử công suất. Cho đến nay, công ty cung cấp hơn 25 loại thiết bị vi sóng công suất cao dựa trên gali nitrua trên cacbua silic trong vỏ kim loại-gốm, được sản xuất hàng loạt và tiêu thụ trong ngành với tổng khối lượng 25-30 nghìn chiếc. trong năm.
Danh pháp của NIIET JSC trong lĩnh vực thiết bị vi sóng dựa trên GaN bao gồm cả bóng bán dẫn mạnh mẽ, xung và liên tục, và bộ khuếch đại công suất dựa trên chúng, được làm trong hộp bóng bán dẫn và được kết hợp ở đầu vào và đầu ra để hoạt động trong mạch có trở kháng 50 Ohm . Các tần số được bao phủ bởi các bóng bán dẫn GaN của công ty bao gồm các dải L-, S-, C- và X (1 đến 12 GHz) và công suất xung của các thiết bị này đạt 400 W.
Các bóng bán dẫn chuyển mạch nguồn thường đóng của NIIET JSC đáng được quan tâm đặc biệt. Thông thường, các bóng bán dẫn GaN chính ở trạng thái mở ở điện áp bằng không tại cổng, và để đóng chúng, cần phải áp dụng phân cực âm cho cổng. Các bóng bán dẫn thường đóng của cấu trúc cải tiến hoạt động ở chế độ làm giàu và ở trạng thái đóng ở điện áp cổng bằng không, và mở khi điện áp đặt vào cổng trên một ngưỡng nhất định. Thuộc tính này đơn giản hóa đáng kể mạch trình điều khiển.
Trong lĩnh vực bóng bán dẫn chuyển mạch nguồn, Viện đã phát triển các thiết bị dựa trên gali nitrua trên silic với điện áp đánh thủng nguồn từ 100 đến 450 V, dòng xả trực tiếp từ 20 đến 40 A và dòng chảy xung từ 50 đến 115 A.
Hiện tại, các bóng bán dẫn gallium nitride có điện áp đánh thủng nguồn thoát nước là 600 V. Đang được phát triển. Đạt được giá trị này về mặt chất lượng sẽ mở rộng phạm vi của các thiết bị này: các bóng bán dẫn này có thể được sử dụng để chuyển đổi trực tiếp điện áp nguồn 220 V trong nguồn điện, tính toán biên độ điện áp sự cố cần thiết.
Tất cả mọi người đều có thể sử dụng công nghệ
Như đã nói, hiện tại, các bóng bán dẫn của NIIET JSC được sản xuất trong các hộp sứ kim loại. Giải pháp này, do độ tin cậy và khả năng chống lại các tác động bên ngoài, trước đây đã được sử dụng trong các thiết bị quân sự và mục đích đặc biệt, nhưng trong thị trường dân sự, đặc biệt là thị trường tiêu dùng, nó thường không có tính cạnh tranh do giá thành cao.
Hiện Viện đang coi thị trường dân dụng là một ưu tiên. Đặc biệt, điều này là do những phát triển mới trong bóng bán dẫn điện dựa trên công nghệ của nitrua gali trên silicon, giúp giảm giá thành của tinh thể. Để giảm hơn nữa giá thành của các sản phẩm này và khả năng cạnh tranh thực sự của chúng, kể cả trên thị trường tiêu dùng, chắc chắn cần phải đóng gói các tinh thể bóng bán dẫn trong các hộp nhựa.
Tại xí nghiệp, công việc đang được tiến hành để tổ chức một bộ phận mới cho bao bì bằng nhựa. Công tác tiền dự án đã được triển khai, hình thái kỹ thuật, tài chính và kinh tế của dự án tái vũ trang đã được hình thành. Việc sản xuất hàng loạt các sản phẩm sẽ bắt đầu vào nửa cuối năm 2022. Tại địa điểm mới, ngoài các sản phẩm hiện đang có nhu cầu trên thị trường dân dụng như vi điều khiển và các mạch tích hợp khác, các linh kiện rời do doanh nghiệp phát triển cũng sẽ được lắp ráp và các bóng bán dẫn gallium nitride đa năng cũng không phải là ngoại lệ. Sau đó, những thiết bị này sẽ được cung cấp cho nhiều nhà phát triển, bao gồm cả những người tạo ra các sản phẩm gia dụng và tiêu dùng, đồng thời sẽ giúp họ tạo ra các giải pháp thực sự cạnh tranh trong thị trường phức tạp này không chỉ về đặc tính kỹ thuật mà còn về giá cả. .
Con chim đã ở trong tay!
Cho dù mô tả tích cực thế nào về những ưu điểm của công nghệ và khả năng của doanh nghiệp, bạn luôn muốn tận mắt chứng kiến những gì mà tất cả những điều này mang lại, để cầm trên tay thành phẩm. Và NIIET đã sẵn sàng để chứng minh những gì có thể được thực hiện bằng công nghệ GaN.
Vào năm 2021, các kỹ sư của công ty đã phát triển một bộ sạc đa năng sử dụng bóng bán dẫn chuyển đổi nguồn gallium nitride, được thiết kế để sạc nhiều loại thiết bị tiêu dùng, từ điện thoại thông minh đến máy tính xách tay. Sự phát triển này được thực hiện bởi Viện ở cấp độ phần cứng và hiện tại nó sử dụng các chất tương tự được nhập khẩu của bóng bán dẫn NIIET: thật không may, vỏ kim loại gốm, như đã đề cập, không cho phép mức giá cạnh tranh. Tuy nhiên, với sự phát triển của bao bì bằng nhựa, doanh nghiệp có kế hoạch thay thế các bóng bán dẫn gallium nitride trong thiết bị này bằng các thiết bị có thiết kế riêng.
Thiết bị này thể hiện rõ ràng những lợi ích của công nghệ GaN. Nhờ cô ấy, người ta mới có thể đạt được công suất đầu ra của bộ chuyển đổi là 65 W, mặc dù thực tế là kích thước tổng thể của nó tương đương với kích thước của bộ sạc thông thường dành cho điện thoại thông minh.
Đồng thời, đây có thể là một ví dụ điển hình về cách phát triển trong nước có thể tìm được vị trí thích hợp trên thị trường tiêu dùng. Mặc dù thiết bị này không phải là duy nhất trên thị trường, nhưng các nhà sản xuất nước ngoài đã bắt đầu cung cấp bộ sạc như vậy tương đối gần đây, vì vậy sự phát triển của NIIET hoàn toàn có khả năng chiếm vị trí xứng đáng trong số đó. Thiết bị đã có sẵn để đặt hàng và có thể dùng như một món quà tặng của công ty, đặc biệt là vì các hình ảnh bổ sung có thể được áp dụng cho nó, chẳng hạn như logo công ty. Và trong tương lai gần, nó cũng sẽ có sẵn để mua trên các chợ nổi tiếng.
Ngoài ra, trong năm qua, viện đã bắt đầu phát triển và đã trình diễn một trạm ghép mẫu thử nghiệm cho hội nghị truyền hình với một bộ chức năng độc đáo, chẳng hạn như xoay trạm bằng cách chạm vào vòng cảm ứng, theo dõi vị trí của người nói bằng điểm đánh dấu và nguồn âm thanh, cũng như thiết bị được kết nối sạc không dây, được thực hiện bằng bóng bán dẫn GaN.
Doanh nghiệp có kế hoạch phát triển hơn nữa dòng sản phẩm dân dụng, bao gồm việc sử dụng các thiết bị gali nitride theo thiết kế của riêng mình. Vì vậy, tại cuộc thi ý tưởng kinh doanh vừa hoàn thành do NIIET tổ chức trong khuôn khổ Ngày hội Voronezh lần thứ nhất của StartET về Điện tử, Khoa học và Robot, một trong những giải thưởng đã thuộc về dự án của một sinh viên về bộ sạc không dây cho xe điện, có thể truyền tải điện từ xa. 6,5 kW, thích hợp để triển khai sử dụng các thiết bị điện dựa trên GaN. Dự án này là một trong những dự án mà công ty đang tiếp tục phát triển.
Và trên bầu trời là gì?
Vì vậy, công nghệ gallium nitride có tiềm năng to lớn trong các lĩnh vực ứng dụng đầy hứa hẹn khác nhau, và JSC NIIET có một tồn đọng đáng kể trong lĩnh vực vi ba công suất cao và bóng bán dẫn GaN chuyển đổi nguồn. Toàn bộ dây chuyền thiết bị đã được sản xuất hàng loạt và năm tới công ty có kế hoạch làm chủ bao bì bằng nhựa, điều này sẽ mở rộng phạm vi các thiết bị của viện, bao gồm cả thị trường dân sự.
Nhưng có một vấn đề vẫn đang chờ được giải quyết. Hiện tại, không có doanh nghiệp nào ở Nga có khả năng sản xuất tinh thể hàng loạt bằng công nghệ gali nitrua trên silic, nên việc sản xuất tinh thể phải đặt tại các nhà máy nước ngoài.
Công ty cổ phần "NIIET" gần đây đã hoàn thành việc xây dựng các phòng sạch mới, nơi thiết bị sản xuất tinh thể của các thiết bị bán dẫn, bao gồm cả lò vi sóng, đã được giới thiệu. Địa điểm này cũng có thể trở thành cơ sở để tổ chức sản xuất sau tăng trưởng nối tiếp của một chu kỳ đầy đủ bằng cách sử dụng công nghệ GaN-Si: đối với điều này, cần phải trang bị cho nó khoảng hai chục cơ sở lắp đặt. Các khoản đầu tư cần thiết cho việc này là tương đối nhỏ theo tiêu chuẩn của sản xuất vi điện tử, nhưng chúng vẫn quá lớn đối với một doanh nghiệp riêng lẻ. Vì vậy, hiện nay, việc phát triển sản xuất theo hướng GaN-Si là vấn đề về nguồn kinh phí.
Nếu vấn đề này có thể được giải quyết, câu đố sẽ được hoàn thành hoàn toàn và toàn bộ chu trình của công nghệ gali nitride trên silicon sẽ được tạo ra trên cơ sở của Viện Voronezh: từ việc phát triển các thiết bị bán dẫn, tinh thể sau tăng trưởng và sản xuất lắp ráp linh kiện điện tử và việc tạo ra thiết bị dựa trên nó.
Thực ra công nghệ GaN này được LX nghiên cứu sử dụng từ những ngày đầu sơ khai của bán dẫn. Tuy nhiên do giới hạn công nghệ gia công thời điểm đấy nên các linh liện dùng công nghệ GaN có tính ổn định rất kém. Đặc biệt là bị trôi tham số theo nhiệt độ làm việc rất mạnh.
Ngày trước bọn em thực hành thiết kế mạch, phải tính toán để các linh kiện không bao giờ được phép vượt quá 90 độ C vì sẽ hỏng đặc tính làm việc của linh kiện - trong khi dùng linh kiện Si thì được phép dùng ở ngưỡng 125 độ C.
Lưu ý đây là nhiệt độ tức thời bên trong linh kiện nhé, không phải nhiệt độ liên tục của vỏ ngoài linh kiện.
Mặt khác bọn em được dạy là linh kiện bán dẫn dùng GaN rất độc nên quy trình xử lý các linh kiện cũ hỏng phức tạp hơn....thực tế em cũng chẳng biết có độc hơn Si không, vì khí cháy nổ khét như nhau 🤣
Ưu điểm của linh kiện GaN như các bài trên có nói, đó là nó có thể làm việc với tần số rất cao, công suất tiêu tán qua tiếp xúc P-N nhỏ, nên cùng công suất, linh kiện GaN nhỏ hơn linh kiện Si.
Ưu điển nữa là rào điện thế phân cực P-N của Ga thấp ( khoảng 0.3V - của Si là 0.6V) nên linh kiện Ga có thể làm việc ở điện áp thấp hơn.
Do trào lưu chạy theo bán dẫn Si phát triển nên Ga bị chìm nghỉm không thấy nhắc đến mấy.
Có lẽ LX, vag Nga ngày nay vẫn âm thầm phát triển công nghệ này, đến giờ có vẻ tiến bộ ác.
À, hình như đám anten mảng pha của LX-Nga dùng linh liện Ga thì phải. Vì vậy LX sử dụng anten mảng pha từ khá lâu rồi, phương tây 20 năm gần đây mới quảng cáo rầm rộ anten mảng pha 😁
GaN khác Ga cụ ơi, GaN và SiC là loại band-gap rộng, có hiệu điện thế cao, chịu nhiệt cao, phù hợp với điện tử công suất.
Em nghĩ họ phát triển từ Ga lên chứ nhể? Đương nhiên là phải khác rồi.
Vật liệu khác nhau hoàn toàn mà cụ. Bán dẫn đều là tinh thể, mạng tinh thể khác đi là vật liệu khác rồi.
Cái Ga cụ nói là GaAs, GaN chỉ mới thành công khoảng 20 năm, transistor thương phẩm mới có chưa đến 10 năm. Trước đó không có thương phẩm mà chỉ có cho thiết bị quân sự.
Transistor từ GaN có thể dùng trong các bộ vi xử lý microprocessor không nhỉ?
Tôi k thấy vấn đề gì k được
Hiện nay vẫn chưa chế được microprocessor từ GaN, chỉ mới có linh kiện rời như transistor, thyristor, IGBT... thôi cụ ạ. GaN với SiC là điện tử công suất, không phù hợp để xử lý thông tin.
Về lý thuyết thì chắc được nhưng mà chẳng ai làm vì chẳng có ưu điểm gì hơn so với silicon. Chịu nhiệt cao hơn không có nghĩa là làm CPU chạy nhanh hơn, và dùng GaN còn làm tăng chi phí sản xuất. Chỗ sở trường của GaN vẫn là điện tử công suất, các module radar transmitter/receiver
Có bài này nói về công nghệ GaN, tôi từng đưa từ tháng 1/2022 bên vol 7 ở OF
Chính nó đã nói về công nghệ sản xuất GaN của JSC NIIET ở bài trên.
Trước khi có vụ sản xuất hàng loạt bóng bán dẫn GaN ở post trước, Nga phải mua từ nước ngoài
Làm thế nào câu đố về chu trình đầy đủ của công nghệ nitrua gali (full cycle of gallium nitride technology) được ghép lại với nhau Công nghệ Gali nitrua là một trong những hướng đi đầy hứa hẹn trong việc phát triển cơ sở linh kiện điện tử dùng cho công suất và điện tử vi sóng. Phạm vi ứng dụng mà nó trở thành một trong những ứng dụng hiệu quả nhất, và trong một số trường hợp, đơn giản là không thể thiếu, là cực kỳ rộng và mở rộng từ bộ sạc gia đình đến các hệ thống giao thông điện quan trọng, hệ thống viễn thông tiên tiến và các thiết bị radar hiện đại. Trên toàn thế giới, công nghệ này đang phát triển nhanh chóng, và trong Chiến lược phát triển ngành công nghiệp điện tử của Liên bang Nga giai đoạn đến năm 2030, nó được đưa vào lĩnh vực trọng điểm là "Phát triển khoa học và kỹ thuật" .
Viện Nghiên cứu Khoa học Công nghệ Điện tử thuộc Công ty cổ phần Voronezh (JSC NIIET) là một trong những công ty đầu tiên ở Nga chú ý đến hướng đi này. Đến nay, họ đã tạo ra một công việc tồn đọng đáng kể trong việc phát triển và sản xuất cả các linh kiện điện tử dựa trên gali nitride (GaN ) và các thiết bị sử dụng chúng. Hơn nữa, một số GaN -devices NIIET đã cung cấp hàng loạt cho người tiêu dùng.
Bài viết này sẽ thảo luận về lý do tại sao công nghệ này lại có triển vọng đến vậy, NIIET JSC đã đạt được những gì trong lĩnh vực này và những nhiệm vụ cần giải quyết trong tương lai gần và lâu dài hơn.
Spoiler
Click để xem chi tiết
Một chút về lịch sử
Nhân loại đã có nhiều khám phá trong lịch sử và thực hiện một số lượng lớn các phát minh, nhưng chỉ một số ít trong số đó đã thay đổi về mặt chất lượng cuộc sống của chúng ta, và tất nhiên, phát minh ra transistor bán dẫn cũng nằm trong số đó. Mặc dù rơ le điện từ vẫn có thể đáp ứng các nhiệm vụ chuyển mạch có điều khiển và bộ khuếch đại tín hiệu được chế tạo thành công trên các ống chân không, bóng bán dẫn đã đưa điện tử - cả tương tự và kỹ thuật số - lên một tầm cao mới. Ngoài việc đạt được độ tin cậy cao, khả năng sản xuất, các đặc tính điện của thiết bị, theo thời gian, bóng bán dẫn có thể tạo ra một loại sản phẩm hoàn toàn mới - mạch tích hợp, làm cho các thiết bị phức tạp có chức năng cao trở nên nhỏ gọn, dễ sử dụng và dễ tiếp cận với mọi người, và không chỉ dành cho các nhà khoa học và chuyên gia trong các lĩnh vực nhất định,
Tuy nhiên, các đặc tính của một linh kiện bán dẫn thể rắn, là một bóng bán dẫn, phần lớn được xác định bởi các đặc tính của vật liệu được sử dụng. Hơn nữa, các thông số nhất định của một vật liệu cụ thể trở thành yếu tố hạn chế sự phát triển hơn nữa: bóng bán dẫn "nằm" trong một giới hạn không thể vượt qua do các quy luật vật lý. Đồng thời, ngày càng có nhiều nhiệm vụ khác nhau được giao cho thiết bị điện tử, nó thâm nhập vào hầu hết các lĩnh vực trong cuộc sống của chúng ta và phải ứng phó với những thách thức mới. Do đó, các nhà khoa học và kỹ sư trên khắp thế giới không ngừng tìm kiếm các giải pháp mới, kể cả trong lĩnh vực vật liệu, có thể giúp tạo ra bước nhảy vọt trong việc cải thiện hiệu suất của bóng bán dẫn.
Tại sao lại sử dụng gali nitride?
Có rất nhiều chất bán dẫn mà bóng bán dẫn có thể được thực hiện, và kể từ khi phát hiện ra hiệu ứng bóng bán dẫn, nhiều người trong số chúng đã được coi là ứng cử viên để sử dụng trong các thiết bị này. Bóng bán dẫn lưỡng cực đầu tiên là gecmani. Từ những năm 1940, nghiên cứu cũng đã được thực hiện trong lĩnh vực gali nitride. Nhưng nhanh chóng thay, silicon đã chiếm vị trí dẫn đầu: các đặc tính của nó khá được chấp nhận vào thời điểm đó, một số đặc tính của nó đã vượt qua germanium và điều rất quan trọng là nó có công nghệ tiên tiến và rẻ tiền.
Mối quan tâm đến gallium nitride bắt đầu hồi sinh vào những năm 1970, và vào đầu những năm 1990, một sự kiện quan trọng đã xảy ra - dựa trên vật liệu này, đèn LED UV và xanh lam sáng đã được tạo ra, giúp có thể thực hiện bộ ba màu đỏ-xanh lục-xanh lam hoàn chỉnh trên chất bán dẫn để tạo ra các màn hình màu, cũng như để tạo ra các đèn LED chiếu sáng mà chúng ta hiện đang sử dụng, kể cả trong cuộc sống hàng ngày.
Nhưng ngoài khả năng phát ra ánh sáng ở vùng trên của quang phổ, vật liệu này có các đặc tính rất hữu ích khi sử dụng ngày càng nhiều ổ điện và các thiết bị điện tử công suất khác, cũng như nhu cầu về tần số cao hơn với sự phát triển của thông tin liên lạc di động kỹ thuật số, cải thiện độ chính xác và các ứng dụng trong các lĩnh vực mới của radar (đủ để nhắc lại rằng hiện nay trên nhiều ô tô hiện đại, radar giúp người lái xe kiểm soát "điểm mù", giữ khoảng cách, v.v.) và nói chung, ngày càng tăng sử dụng điện tử vi sóng. Chúng ta hãy lưu ý những đặc điểm chính của GaN.
Trước hết, gali nitride có khoảng cách vùng cấm rộng (3,39 eV so với 1,12 eV đối với silicon) và cường độ trường tới hạn cao (3,3 MV / cm, trong khi đối với silicon là 0,3 MV / cm). Thông số đầu tiên ảnh hưởng, trước hết là phạm vi nhiệt độ hoạt động của bóng bán dẫn: độ rộng vùng cấm càng lớn, nhiệt độ cao hơn bóng bán dẫn có thể duy trì các thông số của nó. Trong thực tế, GaN cho phép bạn tạo ra các bóng bán dẫn hoạt động ở nhiệt độ lên đến 225 ° C. Ngoài ra, đặc tính này của vật liệu gắn liền với công suất điện tối đa mà bóng bán dẫn có thể kiểm soát. Cường độ trường tới hạn xác định điện áp giới hạn có thể được áp dụng cho bóng bán dẫn: khi sử dụng vật liệu có giá trị cao hơn của thông số này, một thiết bị có cùng kích thước có thể quản lý một điện áp lớn.Những đặc điểm này cho thấy GaN là một vật liệu đầy hứa hẹn để tạo ra các bóng bán dẫn công suất.
Gali nitride cũng cho phép sử dụng nó trong công nghệ vi sóng. Vì vậy, theo một trong những đặc điểm quan trọng nhất đối với khu vực này - vận tốc trôi của độ bão hòa điện tử - vật liệu này vượt qua silicon 2-3 lần. Theo tính di động của các hạt mang điện tích, nó tương ứng với silicon, nhưng kém hơn so với arsenide gali, chất truyền thống cho bóng bán dẫn vi sóng. Đối với GaN, thông số này ở mức chấp nhận được, và mặc dù vật liệu này không phải là vật liệu dẫn đầu không thể tranh cãi trong lĩnh vực vi sóng, nhưng tính đến các đặc tính quyết định sự kết hợp giữa tần số và đặc tính năng lượng của thiết bị, nó cho phép bạn tạo ra vi sóng. bóng bán dẫn với mật độ công suất duy nhất. Những thiết bị như vậy không thể được chế tạo trên cơ sở không chỉ silicon mà còn cả gali arsenide, có độ rộng vùng cấm và cường độ trường tới hạn nhỏ hơn nhiều.
Có thể thấy, không thể tránh khỏi những thỏa hiệp, nhưng sự kết hợp các đặc tính của GaN xác định ba lĩnh vực mà việc sử dụng vật liệu này đã cho thấy hiệu quả của nó: quang điện tử (điốt phát quang và laser trạng thái rắn), chuyển đổi nguồn và cao - bóng bán dẫn vi sóng công suất.
Từ lý thuyết đến thực hành
Mặc dù những ưu điểm của gallium nitride đã được biết đến từ lâu, nhưng năm ra đời của bóng bán dẫn GaN thường được coi là năm 1993, khi bài báo "Bóng bán dẫn hiệu ứng trường kim loại-bán dẫn dựa trên một chip gallium nitride" được xuất bản. trong Thư vật lý ứng dụng (M. Asif Khan, JN Kuznia, AR Bhatarrai, DT Olson Bóng bán dẫn hiệu ứng trường bán dẫn kim loại dựa trên GaN đơn tinh thể), trong đó các tác giả mô tả kết quả tạo và đo các đặc tính của MOSFET thu được trên vật liệu này . Và bóng bán dẫn GaN bắt đầu đi vào công nghệ nối tiếp, đặc biệt là để tiêu dùng hàng loạt, thậm chí muộn hơn, và nói chung quá trình này vẫn đang diễn ra.
Một trong những yếu tố hạn chế trong sự phát triển của công nghệ GaN là khá khó khăn để phát triển một tinh thể của vật liệu này để sử dụng tiếp như một chất nền độc lập. Do đó, các bóng bán dẫn gallium nitride được hình thành trong các lớp biểu mô, được lắng đọng trên các chất nền làm bằng vật liệu khác. Silicon cacbua (SiC) là một trong những vật liệu truyền thống. Ưu điểm của nó trong trường hợp này là sự tương tự của mạng tinh thể với gali nitrua, làm giảm số lượng lớp đệm và nói chung đơn giản hóa quá trình tạo dị cấu trúc. Tuy nhiên, bản thân cacbua silic rất đắt, đó là lý do tại sao giá thành của bóng bán dẫn tương đối cao.
Một lựa chọn thỏa hiệp là sự kết hợp của silicon công nghệ rẻ tiền và gali nitride, có sự kết hợp đặc tính nổi bật. Gần đây, các công nghệ epitaxy đã được tạo ra và thử nghiệm để có thể tạo ra các dị cấu trúc GaN-Si chất lượng cao và đáng tin cậy, và một lợi thế bổ sung của công nghệ này là khả năng làm việc với các tấm wafer có đường kính lớn (ngày nay, lên đến 200 mm) , giúp giảm giá thành của các thiết bị được sản xuất.
Triển vọng đối với nitrua gali trên silicon có vẻ đầy hứa hẹn. Do đó, theo ước tính được Research and Markets công bố vào tháng 11 năm nay, trong giai đoạn 2021-2026, tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) của thị trường thiết bị điện dựa trên gali nitride sẽ vào khoảng 19%. Đồng thời, GaN-Si chiếm thị phần ngày càng tăng trên thị trường thiết bị gali nitride và theo một số dự báo, sẽ vượt qua GaN-SiC đã có trong nửa cuối những năm 2020, có thể là do việc sử dụng ngày càng nhiều các thiết bị như vậy trong điện tử tiêu dùng, đặc biệt là trong điện thoại thông minh, từ - vì yêu cầu ngày càng tăng đối với thiết bị đầu cuối, cũng như do chi phí của công nghệ này giảm hơn nữa.
Các thiết bị hoạt động không đúng nguyên tắc, nhưng trong trường hợp
Theo ghi nhận, Viện Nghiên cứu Khoa học Công nghệ Điện tử Voronezh là một trong những doanh nghiệp trong nước đầu tiên quan tâm đến công nghệ gali nitride dùng trong vi sóng và điện tử công suất. Cho đến nay, công ty cung cấp hơn 25 loại thiết bị vi sóng công suất cao dựa trên gali nitrua trên cacbua silic trong vỏ kim loại-gốm, được sản xuất hàng loạt và tiêu thụ trong ngành với tổng khối lượng 25-30 nghìn chiếc. trong năm.
Danh pháp của NIIET JSC trong lĩnh vực thiết bị vi sóng dựa trên GaN bao gồm cả bóng bán dẫn mạnh mẽ, xung và liên tục, và bộ khuếch đại công suất dựa trên chúng, được làm trong hộp bóng bán dẫn và được kết hợp ở đầu vào và đầu ra để hoạt động trong mạch có trở kháng 50 Ohm . Các tần số được bao phủ bởi các bóng bán dẫn GaN của công ty bao gồm các dải L-, S-, C- và X (1 đến 12 GHz) và công suất xung của các thiết bị này đạt 400 W.
Các bóng bán dẫn chuyển mạch nguồn thường đóng của NIIET JSC đáng được quan tâm đặc biệt. Thông thường, các bóng bán dẫn GaN chính ở trạng thái mở ở điện áp bằng không tại cổng, và để đóng chúng, cần phải áp dụng phân cực âm cho cổng. Các bóng bán dẫn thường đóng của cấu trúc cải tiến hoạt động ở chế độ làm giàu và ở trạng thái đóng ở điện áp cổng bằng không, và mở khi điện áp đặt vào cổng trên một ngưỡng nhất định. Thuộc tính này đơn giản hóa đáng kể mạch trình điều khiển.
Trong lĩnh vực bóng bán dẫn chuyển mạch nguồn, Viện đã phát triển các thiết bị dựa trên gali nitrua trên silic với điện áp đánh thủng nguồn từ 100 đến 450 V, dòng xả trực tiếp từ 20 đến 40 A và dòng chảy xung từ 50 đến 115 A.
Hiện tại, các bóng bán dẫn gallium nitride có điện áp đánh thủng nguồn thoát nước là 600 V. Đang được phát triển. Đạt được giá trị này về mặt chất lượng sẽ mở rộng phạm vi của các thiết bị này: các bóng bán dẫn này có thể được sử dụng để chuyển đổi trực tiếp điện áp nguồn 220 V trong nguồn điện, tính toán biên độ điện áp sự cố cần thiết.
Tất cả mọi người đều có thể sử dụng công nghệ
Như đã nói, hiện tại, các bóng bán dẫn của NIIET JSC được sản xuất trong các hộp sứ kim loại. Giải pháp này, do độ tin cậy và khả năng chống lại các tác động bên ngoài, trước đây đã được sử dụng trong các thiết bị quân sự và mục đích đặc biệt, nhưng trong thị trường dân sự, đặc biệt là thị trường tiêu dùng, nó thường không có tính cạnh tranh do giá thành cao.
Hiện Viện đang coi thị trường dân dụng là một ưu tiên. Đặc biệt, điều này là do những phát triển mới trong bóng bán dẫn điện dựa trên công nghệ của nitrua gali trên silicon, giúp giảm giá thành của tinh thể. Để giảm hơn nữa giá thành của các sản phẩm này và khả năng cạnh tranh thực sự của chúng, kể cả trên thị trường tiêu dùng, chắc chắn cần phải đóng gói các tinh thể bóng bán dẫn trong các hộp nhựa.
Tại xí nghiệp, công việc đang được tiến hành để tổ chức một bộ phận mới cho bao bì bằng nhựa. Công tác tiền dự án đã được triển khai, hình thái kỹ thuật, tài chính và kinh tế của dự án tái vũ trang đã được hình thành. Việc sản xuất hàng loạt các sản phẩm sẽ bắt đầu vào nửa cuối năm 2022. Tại địa điểm mới, ngoài các sản phẩm hiện đang có nhu cầu trên thị trường dân dụng như vi điều khiển và các mạch tích hợp khác, các linh kiện rời do doanh nghiệp phát triển cũng sẽ được lắp ráp và các bóng bán dẫn gallium nitride đa năng cũng không phải là ngoại lệ. Sau đó, những thiết bị này sẽ được cung cấp cho nhiều nhà phát triển, bao gồm cả những người tạo ra các sản phẩm gia dụng và tiêu dùng, đồng thời sẽ giúp họ tạo ra các giải pháp thực sự cạnh tranh trong thị trường phức tạp này không chỉ về đặc tính kỹ thuật mà còn về giá cả. .
Con chim đã ở trong tay!
Cho dù mô tả tích cực thế nào về những ưu điểm của công nghệ và khả năng của doanh nghiệp, bạn luôn muốn tận mắt chứng kiến những gì mà tất cả những điều này mang lại, để cầm trên tay thành phẩm. Và NIIET đã sẵn sàng để chứng minh những gì có thể được thực hiện bằng công nghệ GaN.
Vào năm 2021, các kỹ sư của công ty đã phát triển một bộ sạc đa năng sử dụng bóng bán dẫn chuyển đổi nguồn gallium nitride, được thiết kế để sạc nhiều loại thiết bị tiêu dùng, từ điện thoại thông minh đến máy tính xách tay. Sự phát triển này được thực hiện bởi Viện ở cấp độ phần cứng và hiện tại nó sử dụng các chất tương tự được nhập khẩu của bóng bán dẫn NIIET: thật không may, vỏ kim loại gốm, như đã đề cập, không cho phép mức giá cạnh tranh. Tuy nhiên, với sự phát triển của bao bì bằng nhựa, doanh nghiệp có kế hoạch thay thế các bóng bán dẫn gallium nitride trong thiết bị này bằng các thiết bị có thiết kế riêng.
Thiết bị này thể hiện rõ ràng những lợi ích của công nghệ GaN. Nhờ cô ấy, người ta mới có thể đạt được công suất đầu ra của bộ chuyển đổi là 65 W, mặc dù thực tế là kích thước tổng thể của nó tương đương với kích thước của bộ sạc thông thường dành cho điện thoại thông minh.
Đồng thời, đây có thể là một ví dụ điển hình về cách phát triển trong nước có thể tìm được vị trí thích hợp trên thị trường tiêu dùng. Mặc dù thiết bị này không phải là duy nhất trên thị trường, nhưng các nhà sản xuất nước ngoài đã bắt đầu cung cấp bộ sạc như vậy tương đối gần đây, vì vậy sự phát triển của NIIET hoàn toàn có khả năng chiếm vị trí xứng đáng trong số đó. Thiết bị đã có sẵn để đặt hàng và có thể dùng như một món quà tặng của công ty, đặc biệt là vì các hình ảnh bổ sung có thể được áp dụng cho nó, chẳng hạn như logo công ty. Và trong tương lai gần, nó cũng sẽ có sẵn để mua trên các chợ nổi tiếng.
Ngoài ra, trong năm qua, viện đã bắt đầu phát triển và đã trình diễn một trạm ghép mẫu thử nghiệm cho hội nghị truyền hình với một bộ chức năng độc đáo, chẳng hạn như xoay trạm bằng cách chạm vào vòng cảm ứng, theo dõi vị trí của người nói bằng điểm đánh dấu và nguồn âm thanh, cũng như thiết bị được kết nối sạc không dây, được thực hiện bằng bóng bán dẫn GaN.
Doanh nghiệp có kế hoạch phát triển hơn nữa dòng sản phẩm dân dụng, bao gồm việc sử dụng các thiết bị gali nitride theo thiết kế của riêng mình. Vì vậy, tại cuộc thi ý tưởng kinh doanh vừa hoàn thành do NIIET tổ chức trong khuôn khổ Ngày hội Voronezh lần thứ nhất của StartET về Điện tử, Khoa học và Robot, một trong những giải thưởng đã thuộc về dự án của một sinh viên về bộ sạc không dây cho xe điện, có thể truyền tải điện từ xa. 6,5 kW, thích hợp để triển khai sử dụng các thiết bị điện dựa trên GaN. Dự án này là một trong những dự án mà công ty đang tiếp tục phát triển.
Và trên bầu trời là gì?
Vì vậy, công nghệ gallium nitride có tiềm năng to lớn trong các lĩnh vực ứng dụng đầy hứa hẹn khác nhau, và JSC NIIET có một tồn đọng đáng kể trong lĩnh vực vi ba công suất cao và bóng bán dẫn GaN chuyển đổi nguồn. Toàn bộ dây chuyền thiết bị đã được sản xuất hàng loạt và năm tới công ty có kế hoạch làm chủ bao bì bằng nhựa, điều này sẽ mở rộng phạm vi các thiết bị của viện, bao gồm cả thị trường dân sự.
Nhưng có một vấn đề vẫn đang chờ được giải quyết. Hiện tại, không có doanh nghiệp nào ở Nga có khả năng sản xuất tinh thể hàng loạt bằng công nghệ gali nitrua trên silic, nên việc sản xuất tinh thể phải đặt tại các nhà máy nước ngoài.
Công ty cổ phần "NIIET" gần đây đã hoàn thành việc xây dựng các phòng sạch mới, nơi thiết bị sản xuất tinh thể của các thiết bị bán dẫn, bao gồm cả lò vi sóng, đã được giới thiệu. Địa điểm này cũng có thể trở thành cơ sở để tổ chức sản xuất sau tăng trưởng nối tiếp của một chu kỳ đầy đủ bằng cách sử dụng công nghệ GaN-Si: đối với điều này, cần phải trang bị cho nó khoảng hai chục cơ sở lắp đặt. Các khoản đầu tư cần thiết cho việc này là tương đối nhỏ theo tiêu chuẩn của sản xuất vi điện tử, nhưng chúng vẫn quá lớn đối với một doanh nghiệp riêng lẻ. Vì vậy, hiện nay, việc phát triển sản xuất theo hướng GaN-Si là vấn đề về nguồn kinh phí.
Nếu vấn đề này có thể được giải quyết, câu đố sẽ được hoàn thành hoàn toàn và toàn bộ chu trình của công nghệ gali nitride trên silicon sẽ được tạo ra trên cơ sở của Viện Voronezh: từ việc phát triển các thiết bị bán dẫn, tinh thể sau tăng trưởng và sản xuất lắp ráp linh kiện điện tử và việc tạo ra thiết bị dựa trên nó.
Thực ra công nghệ GaN này được LX nghiên cứu sử dụng từ những ngày đầu sơ khai của bán dẫn. Tuy nhiên do giới hạn công nghệ gia công thời điểm đấy nên các linh liện dùng công nghệ GaN có tính ổn định rất kém. Đặc biệt là bị trôi tham số theo nhiệt độ làm việc rất mạnh.
Ngày trước bọn em thực hành thiết kế mạch, phải tính toán để các linh kiện không bao giờ được phép vượt quá 90 độ C vì sẽ hỏng đặc tính làm việc của linh kiện - trong khi dùng linh kiện Si thì được phép dùng ở ngưỡng 125 độ C.
Lưu ý đây là nhiệt độ tức thời bên trong linh kiện nhé, không phải nhiệt độ liên tục của vỏ ngoài linh kiện.
Mặt khác bọn em được dạy là linh kiện bán dẫn dùng GaN rất độc nên quy trình xử lý các linh kiện cũ hỏng phức tạp hơn....thực tế em cũng chẳng biết có độc hơn Si không, vì khí cháy nổ khét như nhau 🤣
Ưu điểm của linh kiện GaN như các bài trên có nói, đó là nó có thể làm việc với tần số rất cao, công suất tiêu tán qua tiếp xúc P-N nhỏ, nên cùng công suất, linh kiện GaN nhỏ hơn linh kiện Si.
Ưu điển nữa là rào điện thế phân cực P-N của Ga thấp ( khoảng 0.3V - của Si là 0.6V) nên linh kiện Ga có thể làm việc ở điện áp thấp hơn.
Do trào lưu chạy theo bán dẫn Si phát triển nên Ga bị chìm nghỉm không thấy nhắc đến mấy.
Có lẽ LX, vag Nga ngày nay vẫn âm thầm phát triển công nghệ này, đến giờ có vẻ tiến bộ ác.
À, hình như đám anten mảng pha của LX-Nga dùng linh liện Ga thì phải. Vì vậy LX sử dụng anten mảng pha từ khá lâu rồi, phương tây 20 năm gần đây mới quảng cáo rầm rộ anten mảng pha 😁
GaN khác Ga cụ ơi, GaN và SiC là loại band-gap rộng, có hiệu điện thế cao, chịu nhiệt cao, phù hợp với điện tử công suất.
Em nghĩ họ phát triển từ Ga lên chứ nhể? Đương nhiên là phải khác rồi.
Vật liệu khác nhau hoàn toàn mà cụ. Bán dẫn đều là tinh thể, mạng tinh thể khác đi là vật liệu khác rồi.
Cái Ga cụ nói là GaAs, GaN chỉ mới thành công khoảng 20 năm, transistor thương phẩm mới có chưa đến 10 năm. Trước đó không có thương phẩm mà chỉ có cho thiết bị quân sự.
Transistor từ GaN có thể dùng trong các bộ vi xử lý microprocessor không nhỉ?
Tôi k thấy vấn đề gì k được
Hiện nay vẫn chưa chế được microprocessor từ GaN, chỉ mới có linh kiện rời như transistor, thyristor, IGBT... thôi cụ ạ. GaN với SiC là điện tử công suất, không phù hợp để xử lý thông tin.
Về lý thuyết thì chắc được nhưng mà chẳng ai làm vì chẳng có ưu điểm gì hơn so với silicon. Chịu nhiệt cao hơn không có nghĩa là làm CPU chạy nhanh hơn, và dùng GaN còn làm tăng chi phí sản xuất. Chỗ sở trường của GaN vẫn là điện tử công suất, các module radar transmitter/receiver
Em cũng chưa nghe thấy nói về việc làm chip trên GaN
Về lý thuyết thì chắc được nhưng mà chẳng ai làm vì chẳng có ưu điểm gì hơn so với silicon. Chịu nhiệt cao hơn không có nghĩa là làm CPU chạy nhanh hơn, và dùng GaN còn làm tăng chi phí sản xuất. Chỗ sở trường của GaN vẫn là điện tử công suất, các module radar transmitter/receiver
Der nächste Leistungssprung soll bald folgen. „Wir prüfen die Entwicklung von Chips für die Elektromobilität auf Basis von Gallium-Nitrid, wie sie bereits in Ladegeräten von Laptops und Smartphones stecken“, sagte Hartung. Für Elektroautos lassen sich diese Chips bisher nicht verwenden, weil sie dafür nicht robust genug sind. Sie müssten Spannungen von bis zu 1.200 Volt aushalten. Nach Angaben des Unternehmens ist die Nachfrage nach SiC-Chips ungebrochen hoch.
Bước nhảy vọt tiếp theo trong hiệu suất sẽ sớm theo sau. Hartung cho biết: “Chúng tôi đang kiểm tra sự phát triển của chip điện động dựa trên gallium nitride, chẳng hạn như những loại đã được tìm thấy trong bộ sạc máy tính xách tay và điện thoại thông minh. Cho đến nay, những con chip này vẫn chưa được sử dụng trong ô tô điện vì chúng không đủ mạnh. Chúng sẽ phải chịu được điện áp lên tới 1.200 vôn. Theo công ty, nhu cầu về chip SiC vẫn cao.
@meotamthe@anh_he Tiếp bài viết trước đoạn trích phía dưới. Đã viết về nước châu âu Đức rồi, quan hệ bộ ba Đức, Mỹ, Liên Xô và Nga bây giờ. Tiếp theo bây giờ nói về quan hệ giữa bộ ba của Mỹ Hàn Nhật và cũng sẽ nói phần nào về Đài Loan
1. Khái quát chung Ở châu Á, chỗ dựa và cũng là con bài lớn nhất của Mỹ là Nhật, Hàn, Đài,Phi,Sing, Thái, xếp theo thứ tự có tầm quan trọng (đối với Mỹ) giảm dần, có nghĩa Nhật quan trọng nhất, rồi cuối cùng là Thái. Trong đó Nhật, Hàn là đáng chú ý nhất vì Mỹ đóng quân ở đây (cả Phi cũng vậy nhưng ta không bàn về nước này). Về tình trạng bị kiểm soát các chính sách an ninh đối ngoại, thì Hàn, Nhật bị Mỹ xích cổ không khác gì Đức, Italy. Nhưng cũng có những điểm khác. Đó là ở châu Á, không có một liên minh quân sự nhiều bên kiểu NATO, mà chỉ có các cặp Mỹ-Nhật, Mỹ-Hàn, Mỹ-Phi, Mỹ - Sing, Mỹ - Đài, ngược lại nó lại có một khu đệm đó là ASEAN. ASEAN không phải là một liên minh quân sự, và cũng không phải là một khối kinh tế liên kết chặt chẽ như EU. Ngược lại nhờ có khối cộng Đồng than thép Châu âu rồi EU mà Đức Italy trước đây có thể vượt qua cản trở từ Mỹ để mua năng lượng từ Liên Xô, điều mà Nhật muốn nhưng không làm được. Nhật cũng từng muốn dựa vào Asean, đặc biệt là Malaysia để tạo lập ra khu kinh tế của mình, cụ thể là để phổ biến đồng yên của mình nhưng không làm được.
Đức cũng như Nhật là những cường quốc vươn lên được vì công nghiệp, vì về mặt tài chính cả hai đều bị Mỹ trói cổ, nên đồng mác Đức và yên Nhật không thể trở thành đồng tiền quốc tế nhuw USD, hoàn toàn phí lý nếu đặt tương quan với năng lực sản xuất của họ. Còn về chính trị, họ là những nước bị Mỹ đóng quân kiểm soát trực tiếp cho nên không thể có được chính sách sử dụng đòn bẩy quân sự hay lấy việc bán vũ khí, các mặt hàng quốc phòng để tăng cường ảnh hưởng trên trường quốc tế. Cả hai nước này cũng không có năng lượng. Sức mạnh của họ đến từ lao động cao cấp, đại loại là cửu vạn cao cấp của Mỹ. Nhưng cũng chính vì vậy mà lại có chuyện buồn cười xảy ra. Đó là khi khủng hoảng tài chính có thể xẩy ra, thì vị thế của Đức (và có thể Pháp), TQ lại nổi lên. Tại vì tài chính không thể sống mà không có cái đế sản xuất, mà cái đế sản xuất chỉ có các nước làm vai trò cửu vạn mới có. Đức là một nước phát triển thuộc dạng này, chính vì thế khi các giá trị ảo của tài chính đổ vỡ, thì cách giữ tiền tốt nhất là ... giữ hàng thật, của cải thật, hay nói cách khác phải bám vào nơi có lực lượng sản xuất. Cũng chính vì thế, vào giai đoạn khủng hoảng 2008, lúc đỉnh cao của nó, Đức có thể vay tiền với lãi âm. Tức là người cho vay sẵn sàng bị mất một phần tiền (lãi suất âm) còn hơn là mất sạch. Khủng hoảng covid 2020 cũng cho thấy thế mạnh của những nước có nền sản xuất thực sự như TQ, Đức và phần nào là Pháp. Dĩ nhiên đây là trong trường hợp nguồn nguyên liệu được đảm bảo (ổn định, giá cả phải chăng), mà ngày nay điều này không còn chắc chắn với Đức nữa, nhưng với Trung Quốc vẫn còn.
2. Mối quan hệ với Mỹ và các toan tính Với Mỹ, việc ngăn cản Hàn, Nhật vươn lên ở châu Á, cũng có ý nghĩa quan trọng không kém việc chống TQ, và hai việc này liên quan tới nhau. Để đạt mục đích này Mỹ có những cách "đối xử" khác nhau với hai nước, do hoàn cảnh, vị thế, lịch sử của hai nước khác nhau
2.1. Nhật Mỹ Cũng như Đức kể sau thế chiến 2 đều bị Mỹ khống chế, vì vậy họ đều tìm cách vươn mình lên, nâng cao sự tự chủ chiến lược, tìm cách nới rộng rồi gỡ bỏ dần sợi dây xích của Mỹ với mình. Con đường này của Nhật có thể chia làm 3 giai đoạn
- Trước khi TQ nổi lên, có thể coi là cho đến những năm 2000, Nhật đi theo hướng nâng cao vị thế của mình trong liên minh Mỹ-Nhật, theo hình thức mình sẵn sàng chịu trách nhiệm nhiều hơn, chia sẻ trách nhiệm hơn trong các cuộc khủng hoảng, ví dụ khi chiến tranh Việt Nam và Triều Tiên, đồng thời cũng tìm cách mở rộng tầm ảnh hưởng của nền kinh tế mình, ví dụ tìm cách quốc tế hóa đồng yên của mình ở khu vực Đông Nam Á thông qua Malaysia Như đã nói ở trên. Tuy việc quốc tế hoá đồng yên thất bại nhưng Nhật cũng đã thu được một số thành công khác, ví dụ Mỹ đã trả lại Nhật hòn đảo Okinawa (1972, khi chia sẻ gánh nặng cho Mỹ trong chiến tranh VN), hay trước đó Mỹ chấm dứt chiếm đóng Nhật qua hiệp định San Francisco 1952 (lúc Mỹ cần có sự chia sẻ trong chiến tranh Triều Tiên).
- Giai đoạn 2 này có thể tính từ sau giai đoạn 1 ở trên cho đến trước khi thủ tướng Shinzo Abe nắm quyền vào năm 2012 ở Nhật. Đây cũng là thời kỳ Trung Quốc vươn lên mạnh mẽ về kinh tế và vị thế trên trường quốc tế. Chiến lược của Nhật lúc này là hoa hảo với Trung Quốc dựa vào Trung Quốc để làm giảm sức ép của Mỹ, và làm tăng sự tự chủ cho mình. Con đường này không thành công sau do cả Trung Quốc và Mỹ đều không muốn. Mỹ không muốn thì đã rõ, Trung Quốc không muốn vì ý đồ của Trung Quốc là muốn đẩy Mỹ ra khỏi Châu Á mà trước tiên là ra khỏi Nhật, nói rõ hơn là Trung Quốc muốn thay vị trí của Mỹ đối với Nhật, đây là điều Mỹ không muốn, và bản thân Nhật cũng không muốn ở chiếu dưới TQ, vì vậy chiến lược này không thành
- Giai đoạn 3 này là kể từ thời Shinzo Abe lên nắm quyền ở Nhật năm 2012 cho đến nay. Giai đoạn này Nhật làm ngược lại, thay vì hoà hảo, Nhật làm căng mối quan hệ với Trung Quốc, thổi căng mối đe dọa từ Trung Quốc, ra sức chứng minh Mỹ không có đủ khả năng bảo vệ Nhật, vì thế nước Nhật phải tái vũ trang. Công ty này gần giống với chính quyền Đức hiện nay mà tôi đã nói ở bài trước, đó là thổi phồng mối đe dọa Nga để có cớ tái vũ trang. Sự khác biệt chỉ là mối quan hệ Trung Quốc Nhật không có độ sâu chiến lược như mối quan hệ Nga Đức, nói cách khác Đức mất nhiều hơn khi hy sinh mối quan hệ với Nga, so với việc Nhật mất mối quan hệ với Trung Quốc. Chúng ta có thể thấy giai đoạn này Trung Quốc luôn ra thông điệp cho Mỹ biết về sự nguy hiểm nếu để cho Nhật tái vũ trang, còn Abe lại phải lặp lại lời xin lỗi Mỹ vì những gì đã làm trong thế chiến 2 (trước đây Nhật đã từng xin lỗi rồi), thậm chí còn phải ra Quốc hội Mỹ để nói lời xin lỗi, để chứng minh Nhật đã hối hận và không có gì nguy hiểm cho Mỹ nếu Nhật tái trang bị.
Trong giai đoạn này lại có một thời gian có thể phân ra nữa đó là kể từ khi Nga tiến hành Chiến dịch đặc biệt ở Ukraine, Nhật cũng lấy luôn cớ này để tăng cường quân sự, theo cùng logic trên.
2.2. Hàn Quốc và Mỹ Với Hàn Quốc thì có sự lắt léo hơn Nhật. Hàn Quốc không có quá khứ "tội lỗi" với Mỹ như là Nhật trong thế chiến 2, vì thế để giữ được Hàn quốc, thì Mỹ phải thổi phồng sự đe dọa của Triều tiên lên, để có cớ « bảo vệ Hàn quốc » và đóng quân tại đó, trên bán đảo Triều Tiên.
Cách thoát Mỹ của Hàn thì có thể chia thành hai cách tiếp cận và có một số hoạt động mà bất kỳ cách tiếp cận nào Hàn Quốc cũng làm.
- Cách 1 là cách mà chính quyền tiền nhiệm của chính quyền hiện nay làm, đó cũng là sự tiếp nối của chính sách Ánh Dương mà chính quyền tổng thống Kim Dae-jung làm từ năm 1998 cho đến khi tổng thống Lee Myung-bak lên nắm quyền năm 2008. Nội dung của chính sách này Đại ý là muốn hòa giải, mềm mỏng hơn với chính quyền Bắc Triều Tiên. Sở dĩ vậy vì chính quyền Hàn lúc đó đi theo đường lối muốn một Hàn quốc trung lập hơn, tách dần khỏi Mỹ tiến tới thống nhất đất nước, nên không muốn một liên minh Hàn-Nhật-Mỹ mà Hàn quốc bị buộc cổ vào đó, như một mắt xích thứ 3 thấp cổ bé họng nhất trong bộ ba này. Cũng chính vì vậy mà thời kỳ này Hàn Quốc gây căng thẳng với Nhật, khơi lại tội ác của Nhật, đòi Nhật xin lỗi bồi thường, dù trước đó Nhật đã làm rồi. Chiến tranh thương mại Nhật Hàn cũng bùng phát trong thời kỳ này. Căng thẳng như vậy cũng là cách để Hàn tách ra dần khỏi liên minh này. Chiến lược này đã suýt nữa thành công trong thời mà Donald Trump lên nắm quyền ở Mỹ, do lúc đó chính quyền Trump cũng muốn hòa hảo với Bắc Triều Tiên hơn để bảo vây Trung Quốc. Tuy thế đó chỉ là mong muốn của bản thân tổng thống Mỹ nhưng hệ thống nhà nước Mỹ không chịu nên con đường này hỏng, dù Bắc Triều Tiên đã đồng ý không đòi hỏi chuyện Mỹ rút quân khỏi bán đảo sau khi hoà giải.
- Cách 1 hỏng, dẫn đến cách 2, là cách của chính quyền tổng thống Lee Myung-bak trước đây, và của chính quyền Hàn Quốc đương nhiệm hiện nay. ách này ngược với cách 1, đó là Hàn chạy ngược lại với Mỹ, với liên minh Mỹ Nhật. Và vì vậy, hiện nay Hàn đang làm hoà với Nhật. Cách làm này cho rằng, nếu không thoát ngay được, nếu vẫn bị xích cổ vào Mỹ thì có quan hệ tốt với Nhật sẽ cân bằng hơn là quan hệ duy nhất với ông chủ đang xích mình. Ngược lại Mỹ khuyến khích chuyện này để tạo ra một lực lượng đồng nhất. Tư duy này của Hàn cũng giống với Nhật, tức là không muốn quan hệ đơn độc mặt đối mặt với Mỹ, nên Nhật muốn cài đặt quan hệ với NATO, đặc biệt với Anh, đưa NATO vào châu Á. Cũng theo lô gic này mà Nhật "đặt cược" vào Ấn Độ. Tóm lại, cách tiếp cân 2 này, cũng là con đường của chính phủ Hàn quốc hiện nay, đó là muốn thắt chặt quan hệ hơn với Nhật bản, đồng thời gắn kết hơn trục tam giác Mỹ-Nhật-Hàn, ngược với cách tiếp cận của chính quyền trước muốn một Hàn quốc trung lập hơn, tách dần khỏi Mỹ-Nhật, tiến tới thống nhất đất nước. Còn chính quyền hiện tại, nếu đã lấy việc chạy lại với Mỹ-Nhật, thì Hàn phải hóa giải được với Nhật, và không thể lấy cớ xích mích với Nhật để không tham gia vào cái trục tam giác này. Cũng vì vậy mà Hàn Quốc đã tìm cách giải quyết vấn đề đòi Nhật bồi thường cho nạn nhân Hàn quốc trong thời gian nước này là thuộc địa của Nhật (1905-1945) đặc biệt trong thời gian đại chiến II, bằng cách lập một quỹ đóng góp thiện nguyện mà các hãng Hàn quốc có thể tham gia vào. Thực ra vấn đề có ý nghĩa chính trị, tâm lý, hơn là vấn đề kinh tế, vì số người được bồi thường rất ít, có 3 hay 5 người gì đó, và họ đều đã trên 80 tuổi. Còn trong nguyên bản, cách đây mấy năm, tức là đời chính phủ trước với cách tiếp cận trước, tòa án Hàn đã yêu câu các hãng Nhật, ví dụ Misubishi heavy industries phải trả tiền. Dĩ nhiên Nhật bản đã phản đối chuyện này, vì trước đây vào năm 1965, hai nước đã ký hiệp định liên quan tới những vấn đề này, và Nhật đã bồi thường cho Hàn, số tiền này được Hàn quốc sử dụng để xây dựng khu công nghiệp thép Posco, hiện tại vẫn là trụ cột của kinh tế Hàn, và là một hãng nhà nước. Còn phía Hàn quốc, thì phản đối lấy cớ là vào năm 1965, đây là chính quyền "độc tài quân sự", không phải là chính phủ “dân chủ” như hiện tại. Cũng nên nhớ, vào thời điểm câu chuyện này xẩy ra, chính phủ của Hàn quốc là đảng đối lập trong thời kỳ độc tài quân sự. Còn hiện tại, đảng đang nắm quyền chính là đảng ra đời từ chính quyền quân sự này. Trong thực tế luật pháp quốc tế, thì Nhật bản đúng. Vì thế câu chuyện lủng củng này thực ra là một vấn đề nội bộ của Hàn quốc, cũng như xu thế chính trị ở nước này.
Sáng kiến của chính phủ Hàn lập ra cái quỹ bồi thường này đã không được sự ủng hộ của một bộ phận người Hàn, ngay cả nạn nhân sẽ được bồi thường cũng không đồng ý, vì điều họ muốn không đơn giản là tiền, mà là sự xin lỗi của Nhật, không kể những lý do chính trị thâm sâu kia.
Bên cạnh 2 cách tiếp cận trên, thì các đời chính quyền Hàn Quốc đều tìm cách tăng cường sự tự chủ về vũ khí, quân sự, tránh bị Mỹ khống chế. Chưa kể, quân sự cũng là 1 mảng lớn để phát triển kinh tế và là động lực để từ đó phát triển công nghệ, nên Hàn đầu tư vào. Và chúng có thể nhìn thấy sự hợp tác của nước này với Ba lan, các nước Ả rập, Indo, để sản xuất vũ khí. Hàn thậm chí còn công khai đòi "hợp tác" với Mỹ phát triển vũ khí hạt nhân, lấy cớ vì Bắc Triều Tiên vừa phóng tên lửa hạt nhân, đưa vào hiến pháp mình là "quốc gia hạt nhân". Đây là cách Hàn "chiếu tướng" Mỹ. Bởi vì Mỹ lấy cớ Triều Tiên có vũ khí hạt nhân nên Mỹ phải đóng quân bảo vệ Hàn, nhưng nếu Hàn cũng có vũ khí hạt nhân, thì họ đầu cần Mỹ bảo trợ, quân Mỹ không có lý do gì đóng ở Hàn nữa. Vì thế mà khi Hàn đưa ý này ra, thì Mỹ cương quyết « bảo vệ Hàn » không cho Hàn tự chủ, Mỹ nói thẳng không có "hợp tác" giữa Mỹ và Hàn về phát triển vũ khí hạt nhân. Câu chuyện còn phức tạp hơn, bởi vì TQ không thể đồng ý nếu bán đảo Triều Tiên thống nhất mà lại theo Mỹ, cũng như Mỹ không muốn có một nước Triều tiên thống nhất, kinh tế đứng hàng đầu thế giới mà lại có cả vũ khí hạt nhân, tức là vị thế sẽ còn trên cả Pháp, Anh. Đây là điều Mỹ không chấp nhận được.
2.3. Đài Loan Cái này chỉ nói qua Quan hệ Đài- Mỹ cũng có những điểm đáng lưu ý, đó là vai trò của Đài với tư cách bản lề chìa khía quan hệ Mỹ - TQ Một trong những điều thú vị của đầu tư Mỹ vào TQ không phải là đầu tư trực tiếp mà thông qua Đài Loan. Đài loan là người đầu tư vào TQ (với tài chính Mỹ đứng sau) để rồi phục vụ lại thị trường Mỹ. Như vậy hình thái nửa đực nửa cái như hiện tại là có lợi nhất cho hòn đảo này. Bởi nếu Đài loan trở thành một bộ phận của TQ, thì với vị trí địa lý nằm ở một góc, Đài loan sẽ trở thành « Mèo Vạc, Lũng Cú » của TQ, tức là vùng biên viễn xa xôi, chứ không phải là trung tâm. TQ có thể sủ dụng Đài loan như một dạng đảo Hải Nam, hay như Mỹ với Hawai, tức là có vai trò trại lính hải quân, hay căn cứ tên lửa, phòng lúc đánh nhau thì ông hứng đòn chết trước thay cho .. đại lục. Nhưng điều đó không phải là lợi ích kinh tế. Tất nhiên người ta vẫn có thể hi vọng, Đài Bắc, Cao Hùng, Đài Trung vẫn là những trung tâm kinh tế quan trọng, giống như vai trò TP HCM ở VN, nhưng điều đó ít khả thi hơn, khi TQ đã có những trung tâm lớn như Thượng Hải, Bắc Kinh, Vũ Hán, Thành Đô, nằm ở những vị trí trung tâm hơn. Nếu Đài Loan cắt hẳn khỏi TQ thì cũng không béo bở gì, vì Đài loan sẽ mất vai trò «cai đầu dài» hay "môi giới" cho Mỹ ở thị trường TQ. Đây là tình trạng hoàn toàn có thể xẩy ra. Hiện tại Đài đã bắt đầu có kế hoạch sơ tán các trung tâm sản xuất. Nhưng mất một thị trường béo bở «đồng chủng đồng văn» như lục địa TQ cũng là thiệt hại lớn. Nguy hiểm hơn nữa đó là trong trường hợp này, Đài loan không còn là vị trí trung tâm nữa, do « nhu cầu an ninh », cho nên việc có « biên giới cứng » với TQ có thể sẽ là điểm khởi đầu của công cuộc thống nhất về sau, thậm chí thành Ukraine của Mỹ đối với TQ, vì giới Elite của Đài loan có thừa đất sống ở những nơi khác, nhưng người Đài loan thì không. Tóm lại, cứ lưu giữ hình thái hiện nay, là lý tưởng nhất cho Đài. Mỹ Trung không tin tưởng nhau, nên cần có trung gian, và Đài đóng vai trò này là có lợi nhất.
Cái cái này thì là chiến lược chung của nước Đức kể từ sau thế chiến thứ hai rồi chứ có gì mà lờ mờ. Tất cả các thủ tướng Đức kể từ sau thế chiến 2 cho đến trước vị đương kim thủ tướng, đều là những thủ tướng tài giỏi, nhưng đó không phải là cái cốt yếu, hệ thống quan trọng hơn cá nhân (chú ý, tôi không hề nói đương kim thủ tướng của đức là kém, chỉ là chưa rõ để đánh giá thôi). Kể từ sau thế chiến 2, chiến lược chung của cả hệ thống nhà nước Đức là làm sao thoát khỏi được cái vòng kim cô của Mỹ để vươn lên có sự tự chủ về chiến lược và để đạt được mục đích đó thì những bước đi của họ đại loại là như sau: - Thống nhất nước Đức - Đảm bảo năng lượng và nguyên liệu độc lập khỏi Mỹ - Đảm bảo nền tài chính độc lập khỏi Mỹ - Tăng dần vị thế của mình trong các vấn đề an ninh đối ngoại.
Tư tưởng chung của nước Đức từ sau thế chiến 2 cho đến khi bà Merkel từ chức, đó là dựa vào EU, vào Pháp, vào Liên Xô rồi sau này là Nga để tăng vị thế cho mình. Kết quả thu được như sau:
- Nước Đức thống nhất. Dĩ nhiên điều này còn do cả sự suy yếu của Liên Xô nhưng nếu Đức không có quan hệ tốt với Liên Xô từ trước thì điều này cũng không thành được. Việc này cũng có công rất lớn của Helmut Kohl, một vị thủ tướng xuất sắc của Đức
- Đức (cùng Pháp) chủ trương thành lập cộng đồng than thép Châu âu tiền thân của EU bây giờ, sáng lập đồng euro để trở nên đối trọng với đồng dollar do Mỹ kiểm soát.
- Hợp tác năng lượng Liên Xô (rồi Nga) với Đức (và cả Tây Âu). Sau thế chiến 2 các nguồn năng lượng đều rơi vào phòng kiểm soát của Mỹ và phần nào là Anh, Pháp, vì thế nên các nước như Italy, Đức mới quan hệ thân với Liên Xô và Nga. Hai bên đã muốn quan hệ này từ những năm 1960, nhưng lúc đó Đức không thể nào thực hiện được vì bị Mỹ cản trở. Chỉ tới khi giữa Liên Xô và Mỹ đi vào giai đoạn giảm căng thẳng, hứa hẹn hợp tác vào thập niên 70, thì việc xây dựng các đường ống dẫn khí và dầu đi qua Đông Âu (hệ thống hữu nghị Druzba, đi qua Ba lan, Belarus và Ukraine) mới được xây dựng, chính là các đường ống qua Ukraine mà chúng ta thấy hiện nay. Mặc dù thế, Mỹ vẫn tiếp tục ngăn cản, thậm chí CIA còn chủ tâm bán các máy nén khí, với các chương trình được đặt trước để gây hỏng hóc cho đường ống, bằng cách tăng sức nén lên quá tải, dẫn tới vụ nổ đường ống này vào giữa thập niên 70. Các đường ống này được xây dựng cũng nhờ sự cương quyết của vị thủ tướng Đức như Helmut Schmidt, một vị thủ tướng xuất sắc khác của Đức, tiền nhiệm của Helmut Kohl. Dĩ nhiên, không chỉ cá nhân những người này, mà còn là cả sự quyết tâm của 2 hệ thống nhà nước Liên Xô, Đức.
Sau này, đến thời Gerhard Schröder, một thủ tướng mạnh mẽ, tài năng và kiên nghị, người sẵn sàng chấp nhận nhiều lời chỉ trích, căm ghét để tiến hành những cải cách lớn, đã đưa nước Đức tập trung vào công nghiệp, chế tạo thay vì nhằm vào tài chính, sau khi Liên Xô tan rã. Vì vậy ông xích lại gần Nga, chủ trương và việc xây dựng Nord Stream 1, cũng như tầm nhìn về Nord Stream 2 đều được đưa ra thời kỳ ông này. Người kế nhiệm ông, Angela Merkel, vị thủ tướng mềm dẻo, bền bỉ, đã có công lớn trong việc giữ gìn di sản của Schroder, chống lại các áp lực đòi phải từ bỏ, và đường ống Nord Stream 1 hoàn thành, cũng như Nord Stream 2 gần hoàn thành.
Như vậy, ta có thể thấy rằng chính sự hợp tác giữa Đức và Nga, thông qua các đường ống này, cũng thực chất là một dạng thỏa thỏa thuận giữa Nga và Đức, đó là Đức gần như độc quyền mua năng lượng của những mỏ khí nối với những đường ống này, còn Nga thì những mỏ khí đó cho Đức. Chính nhờ nguồn năng lượng rẻ này mà kinh tế Đức phát triển, phồn vinh. Chưa kể, nó còn tạo ra quyền lực cho Đức trong EU, vì Đức vươn lên trở thành nhà phân phối khí trong EU, đặc biệt nếu Nord Stream 2 được thông qua. Quân đội Đức cũng theo Pháp đến làm sứ mệnh tại châu Phi, dưới sự chỉ huy của Pháp, đánh dấu việc quân đội Đức lần đầu tiến ra ngoài, dù là núp dưới sự chỉ huy của nước khác. Ở đây giữa Pháp Đức có sự hợp tác, Đức hỗ trợ Pháp kinh tế, Pháp hỗ trợ Đức về chính trị, an ninh. Pháp cũng là nước đầu trò sáng lập Airbus, lĩnh vực máy bay dân sự là lĩnh vực nhạy cảm chính trị, để độc lập không bị phụ thuộc Mỹ, và Đức nhân đó vào cuộc với Pháp luôn, cùng nhau kiểm soát lĩnh vực này của EU.
Thế nhưng bắt đầu từ chính quyền Olaf Scholz hiện nay, với phong trào đảng xanh nổi lên, thì ở Đức cũng như EU lại nảy ra xu hướng mới, đó là dựa vào mặt trời, gió, etc. Vì sao lại thế thì tôi đã từng phân tích từ những vol trước bên OF, và cũng đưa lại ở đây, tại topic bên kia (đoạn trích phía dưới). Cũng vì chiến lược xanh, hydrogen hoá nền kinh tế, mà phe "xanh" chủ trương gây sự với Nga, phê phán hợp tác về hydrocarbon Nga Đức hiện nay, thậm chí tìm cách phá hoại chiến lược hợp tác tương lai Nga-Đức để sản xuất hydrogen phục vụ cho nền kinh tế "xanh" sau này, ngoài ra lại còn tìm cách thổi phồng con ngoáo ộp Nga to đùng lên, và lấy luôn cớ đó để đòi tái vũ trang, tăng cường sản xuất vũ khí, ngoài ra còn đồng ý chi đến 100 tỷ USD mua máy bay F-35 để ve vãn Mỹ (điệu này hợp tác Đức Pháp chế tạo chiến đấu cơ thế hệ 6 chắc đi vào thùng rác), thể hiện mình vẫn nằm dưới sự kiểm soát của Mỹ để có thể được chấp nhận tái trang bị vũ trang. Một số người cứ hay nói có bà Merkel thì sẽ không thế, thực ra chỉ là tâm lý thôi. Bà Merkel trong khi tại vị chắc chắn phải thấy rõ tư tưởng xanh này ngày càng mạnh lên, và chuyện họ nắm quyền chỉ là thời gian thôi. Bà ấy cũng đã làm hết sức để duy trì di sản của các vị tiền nhiệm, nhưng bây giờ thì, như đã thấy, 3/4 cái đường ống Nord Stream đi đứt rồi. Đường ống hữu nghị xây thời Liên Xô thì nhánh Ukraine-Belarus-Ba Lan-Đức đã bị tê liệt do bị Ba Lan (dưới sự ủng hộ ngầm của Mỹ) khoá, các nhánh còn lại không rõ khi nào bị Ukraine khóa, chắc chỉ cần Mỹ bật đèn xanh là xong.
Đường đi của Đức theo hướng này là đúng hay sai, rất khó nói, nhưng rõ ràng là họ đã đánh bài. Mối quan hệ sâu sắc về chiến lược với Nga gần như bị phá bỏ, nếu như quân đội Đức vẫn bị Mỹ khống chế qua công nghệ, kinh tế Đức vẫn bị Mỹ khống chế qua năng lượng, công nghiệp Đức nếu không kịp thời ngăn chặn mà để bỏ sang Mỹ, thì coi như Đức thua trắng bụng, mất cả chì lẫn chài. Nếu dùng năng lượng xanh, gió, mặt trời mà vẫn phải bị phụ thuộc tài nguyên bên ngoài (vẫn phải nhập dầu, khí đốt làm nguyên liệu cho các ngành công nghiệp, bị phụ thuộc lithium, cobalt, đất hiếm, các kim loại quý vào bên ngoài), phụ thuộc công nghệ hoặc linh kiện trong lĩnh vực "xanh" vào Trung Quốc, thì coi như Đức đã làm những việc gần như vô dụng, chẳng tự chủ được gì hơn về chiến lược, mà còn thụt lùi, mất sạch. Nhưng nếu Đức thành công, thì họ sẽ trở thành 1 cực trên thế giới, kết hợp với Pháp thì 2 nước này với EU phía sau sẽ trở thành 1 siêu cường, nhưng đây là điều Mỹ không bao giờ muốn. Còn Nga, trước đây thì muốn, nhưng bây giờ quan hệ đã vỡ, thì họ lại cũng không muốn. Không khéo Nga, Mỹ, Anh đều tìm cách phá không cho Đức hay Eu vươn lên ấy chứ
Về châu Á, Nhật, Hàn sẽ nói sau, cả 2 nước này đều tìm cách thoát vòng kim cô của Mỹ, theo những cách khác nhau
Hiện nay, khi xung đột Ukraine cao lên cũng như sau Covid-19, phương tây đang đẩy mạnh chiến lược xanh cũng như hydrogen hoá nền kinh tế (đã bắt đầu từ cách đây vài năm), đây là bài post của tôi hồi năm 2020 tại vol 2 hồi còn ở OF. Lúc này EU vừa mới đưa ra thoả thuận xanh EU, cũng như đi theo con đường hydrogen hoá nền kinh tế. Lúc đó tôi đã nói EU hoàn toàn ủng hộ con đường xanh, còn Mỹ thì phân hoá, phe ủng hộ phe không. Hiện chính quyền Biden chính là phe ủng hộ con đường xanh này. Nhưng khác EU, Mỹ hoàn toàn ủng hộ điện hạt nhân, còn EU thì phân hoá mạnh, do đấu đá giữa các nước mạnh về hạt nhân như Pháp và những nước kém về nó. Đây là chi tiết bài viết của tôi hồi tháng 10/2020, các bác thử đối chiếu xem hiện nay thế nào. Cũng cần phải hiểu rằng dù không có xung đột Ukraine thì EU vẫn đi theo con đường này, bây giờ chỉ là đẩy nhanh nó lên thôi
Với tình hình hiện nay, kế hoạch hợp tác Đức Nga trong chiến lược xanh và phát triển hydrogen được nêu ra trong thời 2020 đó (cũng nêu trong bài viết), ngày nay đã bị phá hoàn toàn. Rõ ràng, Mỹ hay Anh không hề muốn Đức nói riêng và EU nói chung lại tiếp tục hợp tác với Nga trong chiến lược hydrogen hoá nền kinh tế tương lai này
Ngoài ra, trong bài này có nói đến kế hoạch phát triển hydrogen của Nga. Trong một trong những vol về xung đột Ukraine bên OF, tôi đã nêu ra bước tiến của Nga trong kế hoạch này khi họ chế tạo thành công máy điện phân nước để tạo ra hydrogen của mình
Bài viết này nói 1 chút về tình hình thỏa thuận xanh của EU, phản ứng của các nước khác nhau, và cuối cùng phân tích 1 chút về tính toán chiến lược của EU khi chơi trò này
1. Thỏa thuận xanh lịch sử (Green Deal) của EU và chiến lược hydro hoá năng lượng quốc gia của Đức 1.1 Về thỏa thuận xanh (Green deal) Vào ngày 13 tháng 12 năm 2019, Hội đồng châu Âu đã quyết định thúc đẩy kế hoạch, với việc chọn không tham gia đối với Ba Lan
Nội dung rất nhiều, dính đến mọi mặt của nền kinh tế, nhưng mục tiêu căn bản của thỏa thuận xanh là đưa EU trở thành lục địa đầu tiên trên thế giới đạt mục tiêu cân bằng phát thải carbon vào năm 2050.
Các mục tiêu cụ thể bao gồm đưa phát thải carbon của toàn khối từ mức 40% về "ít nhất 50%" và hướng đến 55% vào năm 2030; tăng cường các nguồn năng lượng tái tạo và nhanh chóng loại bỏ than; giảm hoặc chấm dứt miễn thuế nhiên liệu hàng không và hàng hải; tạo ra một quỹ trị giá 100 tỉ euro để thúc đẩy đầu tư xanh, xây dựng "công nghiệp bền vững", Chiến lược 'Từ nông trại đến ngã ba' của nông nghiệp, đa dạng sinh học, etc.
Báo Anh The Guardian nhận xét bản chất toàn diện của Thỏa thuận xanh thể hiện ở chỗ nó bao gồm hầu hết mọi khía cạnh: từ không khí chúng ta hít thở đến cách trồng lương thực, thực phẩm, chuyện đi lại…
Điểm đáng chú ý là các mức thuế carbon tiềm năng đối với các quốc gia không giảm thiểu ô nhiễm khí nhà kính ở mức tương đương. Cơ chế để đạt được điều này được gọi là Cơ chế điều chỉnh biên giới carbon (CBAM).
1.2. Chiến lược hydro hóa nền kinh tế của Đức và hợp tác với Nga Mục tiêu của Đức nói riêng và EU nói chung là loại bỏ than, sử dụng các năng lượng "sạch", hiểu theo nghĩa không phát thải khí CO2. Giảm dần và loại bỏ điện hạt nhân (dù năng lượng này không phát thải CO2 và vẫn được xếp là sạch), và tăng cường sử dụng khí đốt, mặt trời, gió và đặc biệt, hướng tới năng lượng hydro. Đây là ưu tiên chính của Đức. Chính phủ Đức đã phê chuẩn Chiến lược hydro quốc gia, nhắm đến việc sản xuất nhiên liệu Hydro làm năng lượng. Nhiên liệu hydro có thể sản xuất được từ 2 nguồn: - Từ nguồn nhiên liệu hóa thạch, ví dụ từ dầu mỏ, hay từ khí đốt (gọi là blue hydrogen) - Từ ngồn nhiên liệu sạch, đặc biệt từ các nguồn năng lượng tái tạo (green hydrogen). Thực chất đó chính là điện phân nước quy mô lớn để sinh ra nhiên liệu hydro. Việc điện phân có thể thực hiện bằng cách sử dụng các nguồn năng lượng mặt trời, gió, hạt nhân và cả thủy điện.
Chính phủ Đức dĩ nhiên yêu thích nhất là green hydrogen. Còn với việc sản xuất ra nhiên liệu hydrogen từ nguồn hóa thạch, ví dụ từ khí đôt (blue hydrogen) thì phải có cơ sở, công nghệ để thu gom, lưu trữ, tái chế CO2 sinh ra trong quá trình tạo hydro. Như đã nói ở 2 đoạn trích trên, Đức đi theo hướng hợp tác với Nga trong chiến lược này, trong lĩnh vực công nghệ hydrogen, nhằm chế tạo nhiên liệu hydro
2. Phản ứng của các nước với thỏa thuận xanh EU Một số nước thành viên EU, gồm Ba Lan, Hungary và Cộng hòa Czech đã lên tiếng phản đối kế hoạch. Thủ tướng Cộng hòa Czech Andrej Babis viết trên Twitter rằng đất nước của ông cũng muốn hướng đến mục tiêu cân bằng carbon nhưng không thể làm được nếu thiếu năng lượng nguyên tử. (Năng lượng nguyên tử cũng được đánh giá là "sạch" theo định nghĩa vì không phát thải Carbon, và Séc đang đấu thầu để xây nhà máy hạt nhân, điều mà EU không muốn)
Đối với Nga: coi đây không phải là tin tức tốt lành gì, nhưng chấp nhận, và bắt đầu đưa ra chiến lược quốc gia về phát triển năng lượng hydrogen.
Đối với Mỹ: bị phân hóa. Một phe, chủ yếu bên đảng DC, thì muốn đi theo con đường này, tìm cách phát triển năng lượng sạch, coi Mỹ phải đi đầu trong việc phát triển năng lượng sạch. Phe kia, chủ yêu bên đảng CH, thì muốn tiếp tục phát triển năng lượng truyền thống, phản đối bất kỳ mọi ràng buộc nào về môi trường, giới hạn khí phát thải CO2 đối với Mỹ. Đối với họ, các thỏa thuận, hiệp ước về môi trường là tai họa, thiệt hại cho nền kinh tế (và chính trị, nhưng k nói ra) Mỹ
Một số diễn biến chính: Theo truyền thống, Quốc hội Mỹ không sẵn sàng bị ràng buộc với bất kỳ thỏa thuận quốc tế nào có thể gây bất lợi cho Mỹ. Trong hệ thống chính trị Mỹ, Thượng viện với 100 thượng nghị sĩ thành viên sẽ phải phê duyệt mọi hiệp ước và hiệp định mà Mỹ tham gia với đại đa số ý kiến ủng hộ là 66 phiếu. Tiêu chuẩn này là “giới hạn đỏ” đối với sự tham gia của Mỹ trong bất kỳ hiệp ước quốc tế hoặc thực thi bất kỳ hành động lập pháp gây tranh cãi nào.
Năm 1995, Tổng thống Bill Clinton, thành viên đảng Dân chủ, đã từng coi vấn đề biến đổi khí hậu là ưu tiên hàng đầu trong bối cảnh Đảng Dân chủ mất quyền kiểm soát Thượng viện vào tay Đảng Cộng hòa. Trong giai đoạn này, LHQ đang thảo luận về Nghị định thư Kyoto, trong đó ràng buộc các nước phát triển về những mục tiêu và các mốc thời gian liên quan đến biến đổi khí hậu.
Năm 1997, Thượng viện Mỹ ra nghị quyết khẳng định họ sẽ không chấp nhận Thỏa thuận Kyoto về biến đổi khi hậu trừ khi các nước đang phát triển cũng bị ràng buộc với các mục tiêu và khung thời gian. Nghị quyết được thông qua với 95 phiếu thuận và không có phiếu chống. Vì thế, năm 1998, Phó tổng thống Al Gore, người ủng hộ mạnh mẽ về vấn đề khí hậu và là chủ nhân Giải Nobel hòa bình, đại diện cho Mỹ "ký tượng trưng" Nghị định thư Kyoto.
Năm 2001, Tổng thống Mỹ G.W.Bush cũng rất quan tâm đến vấn đề biến đổi khí hậu nhưng Thượng viện Mỹ vẫn cho rằng sẽ không đạt được số phiếu cần có để thông qua việc Mỹ tham gia Thỏa thuận Kyoto về biến đổi khi hậu. Vì vậy, Tổng thống G.W.Bush không đưa thỏa thuận này ra trước Quốc hội. Năm 2002, Vụ khảo cứu của Quốc hội (CRS), một cơ quan nghiên cứu của cả hai đảng, đưa ra kết luận rằng các thỏa thuận về môi trường thuộc phạm trù hiệp ước quốc tế nên phải được Thượng viện phê chuẩn mới có giá trị pháp lý.
Năm 2009, sau khi lên cầm quyền, Tổng thống Mỹ Barack Obama cũng phải đối mặt với “giới hạn đỏ” liên quan với rào cản đa số phiếu trong Thượng viện. Trong điều kiện đó, ông tập trung nỗ lực để thông qua Đạo luật về bảo hiểm y tế và khắc phục hậu quả cuộc khủng hoảng tài chính 2008.
Bước sang nhiệm kỳ hai (2012-2016), Tổng thống Barack Obama quyết định phá thế bế tắc bằng cách "vượt mặt" Quốc hội, theo đó ông đã ký quyết định ban hành nhiều văn kiện hành pháp và các quy định mà không cần Quốc hội chấp thuận. Trong quá trình chuẩn bị cho Mỹ tham gia Hiệp định khí hậu Paris, Tổng thống Mỹ Barack Obama chỉ đạo Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ (EPA) xây dựng một bộ tiêu chuẩn cho các nhà máy nhiệt điện sử dụng nhiên liệu than. Bộ tiêu chuẩn này có tính ràng buộc với gần như toàn bộ các nhà máy điện hiện có ở Mỹ và không cho phép xây dựng các nhà máy mới. Điều này cho phép Tổng thống Barack Obama đạt mục tiêu và thời hạn về giảm khối lượng phát thải theo Hiệp định khí hậu Paris mà không cần Quốc hội phê duyệt.
Từ đó, Kế hoạch năng lượng sạch (CPP) của Mỹ chính thức có hiệu lực từ năm 2015. Tổng thống Barack Obama hiểu rằng Hiệp định khí hậu Paris sẽ không được Thượng viện do phe Cộng hòa nắm quyền kiểm soát phê chuẩn, nên ông quyết định "lách luật" và ký "thỏa thuận thực thi" ("Enforcement Agreement") về Hiệp định khí hậu Paris vào năm 2016 với lập luận hiệp định này chỉ là một "thỏa thuận" chứ không phải là một hiệp ước.
Hành động “lách luật” này của Tổng thống Mỹ Barack Obama cuối cùng cũng không thể giấu kín được và bị phe phản đối Hiệp định khí hậu Paris nổi giận, trong số đó có tỷ phú Donald Trump. Tổng thống Barack Obama rời Nhà Trắng vào tháng 1/2017 với niềm tin rằng di sản về khí hậu của mình sẽ được tân Tổng thống Donald Trump bảo lưu.
Thế nhưng trước đó, tháng 2/2016, Tòa án tối cao Mỹ ra quyết định đình chỉ Kế hoạch năng lượng sạch của cựu Tổng thống Barack Obama. Trong khi đó, tân Tổng thống Donald Trump đã quyết định cắt giảm 1/3 ngân sách cấp cho EPA trong dự luật ngân sách quốc gia năm tài chính 2018. Ngoài ra, ông Donald Trump còn ký lệnh hành pháp mở đường cho việc dẹp bỏ Kế hoạch năng lượng sạch, đồng thời ban hành các sắc lệnh khác để hồi sinh ngành công nghiệp than mà Tổng thống Barack Obama đã kìm hãm.
Cũng vì thế, Tổng thống Donald Trump không chỉ ký sắc lệnh hành pháp đưa Mỹ rút khỏi Hiệp định khí hậu Paris, mà còn hủy cam kết của cựu Tổng thống Barack Obama về việc tài trợ nhiều tỷ USD cho các nước đang phát triển để kiểm soát biến đổi khí hậu. Trước khi rời nhiệm sở, chính quyền Obama đã chi 1 tỷ USD phục vụ mục đích này.
Ngay cả khi không đưa ra quyết định rút khỏi Hiệp định khí hậu Paris, Tổng thống Mỹ Donald Trump vẫn có thể loại bỏ sự tham gia của Mỹ trong hiệp định này bằng cách hạ thấp các mục tiêu và khung thời gian, hoặc chỉ cần tuyên bố, xét về bản chất, thỏa thuận này là một “hiệp ước” và gửi lên Thượng viện để bỏ phiếu. Khi đó, chắc chắn là Thượng viện sẽ đưa ra quyết định Mỹ rút khỏi thỏa thuận này
3. Chiến lược phát triển hydro của Nga Cũng như Mỹ, Nga coi các thỏa thuận môi trường kiểu này là một điều không hay ho gì, vì tất cả các mặt hàng nào, nếu sản xuất từ than, dầu mỏ, xăng, diesel của Nga (và cả Mỹ, các nước khác, etc.) đều sẽ là đối tượng bị đánh thuế khi đi vào EU. Phương pháp tính toán loại thuế này vẫn chưa được xác định chính xác nhưng về mặt lý thuyết, mức thuế suất sẽ phụ thuộc vào lượng khí thải từ quá trình sản xuất sản phẩm cụ thể. Tất cả những điều này đều gây thiệt hại cho Nga, và bị Nga coi là tai họa. Về điểm này Nga giống Mỹ, và thực tế Nga thích đảng CH Mỹ hơn đảng DC (ngược lại với nhiều người nghĩ). Tuy thế nhưng Nga không còn cách nào khác, và họ đã chủ động đưa ra chiến lược phát triển năng lượng hydro của mình. Nga là nước có tiềm năng cực lớn (nếu không muốn nói là lớn nhất) trong việc phát triển nguồn năng lượng này và xuất khẩu ra thị trường quốc tế.
3.1. Tiềm năng to lớn và thách thức Sản xuất (1) Với việc sản xuất hydro từ nhiên liệu hóa thạch: - Nga sở hữu hạ tầng sản xuất và tinh chế dầu mỏ hiện đại, hoàn thiện, điều này cho phép Nga có thể phát triển để sản xuất hydro từ nhiên liệu hóa thạch và cung ứng cho thị trường - Nga là nguồn khí đốt tự nhiên lớn nhất thế giới, với cơ sở sản xuất hoàn thiện, điều này cho phép Nga có thể phát triển để sản xuất hydro từ khí gas (blue hydrogen)
(2) Với việc sản xuất hydro tái tạo (green hydrogen), hay nói đúng ra là sản xuất hydrogen bằng cách điện phân nước. Cái này Nga cũng có tiềm năng to lớn, Nga có dự trữ nước ngọt lớn nhất thế giới. - Nga (Rosatom) đứng đầu thế giới về xây dựng các nhà máy điện hạt nhân và phát triển các công nghệ điện hạt nhân. Nga có thể sử dụng nguồn điện hạt nhân dồi dào để điện phân nước, sản xuất hydro sạch và không phát thải carbon. - Nga có tài nguyên thủy điện dồi dào. Thủy điện hiện chiếm tỷ trọng gần 20% trong cơ cấu các nguồn điện năng của Nga và còn rất nhiều tiềm năng phát triển tại Đông Siberia và Viễn Đông. Nga có thể dùng ngay thủy năng (hydropower hay waterpower được dùng để sản sinh ra điện trong nhà máy thủy điện) để sản xuất hydrogen (hydropower for hydrogen production)
Lưu trữ và phân phối: Gazprom của Nga sở hữu hệ thống đường ống vận chuyển khí thiên nhiên quốc tế rất phát triển, chủ yếu sang thị trường châu Âu (Nord Stream, Yamal Europe, etc.), cũng như hệ thống lưu trữ khí ngầm tự nhiên lớn như hệ thống các hang muối. Việc tích hợp hydro cùng với khí thiên nhiên trong các hệ thống lưu trữ, vận chuyển khí thiên nhiên sẽ giúp Nga không chỉ giảm phát thải CO2 trong tiêu thụ khí mà còn có thể cung cấp đáng kể nhiên liệu hydro hoặc hỗn hợp khí thiên nhiên - hydro cho thị trường châu Âu.
Thách thức: Như đã nói ở đoạn trích trên, Nga đã từng sản xuất nhiên liệu hydro dùng cho một số động cơ tên lửa vũ trụ mà Nga chế tạo, nhưng đó là chỉ sản xuất hydro vừa phải cho 1 số sản phẩm công nghệ cao. Còn khi muốn đi vào sản xuất quy mô của cả nền kinh tế thì sẽ đẻ ra một loạt vấn đề khác. Nếu sản xuất hydrogen bằng phương pháp (1) thì trong quá trình sản xuất sẽ phát thải CO2. Nếu Nga không muốn bị đánh thuế, thì Nga sẽ phải tính đến chuyện xây dựng cơ sở hạ tầng, dây chuyền xử lý, lưu trữ, tái chế khí carbon dioxide (CO2), và điều này sẽ lại làm tăng chi phí sản xuất hàng hóa. Nếu sản xuất bằng phương pháp (2) thì Nga phải bắt đầu tính đến chuyện chế tạo, hoặc mua, hoặc hợp tác chế tạo các máy điện phân nước quy mô lớn. Hiện không rõ quá trình này đến đâu và Nga định làm thế nào. Còn Đức thì đang đầu tư rất ác và đang dẫn đầu về các máy điện phân nước quy mô lớn.
Vì thế bộ năng lượng Nga đã đưa ra 1 lộ trình phát triển năng lượng hydrogen như sau
3.2. Lộ trình sơ bộ
Bộ Năng lượng đã chuẩn bị một kế hoạch phát triển năng lượng hydro ở Nga, cụ thể là sản xuất và xuất khẩu hydro. Bộ Năng lượng đã xây dựng và gửi cho chính phủ một "lộ trình" "Phát triển năng lượng hydro ở Nga" cho năm 2020-2024. Kế hoạch này trước tiên dựa trên bộ 3 tập đoàn khổng lồ: Rosatom, Gazprom và NOVATEK. Tài liệu giải thích: Bắt đầu từ năm tới, chính phủ dự định xây dựng danh tiếng của Nga như một nhà cung cấp hydro, một trong những lựa chọn thay thế cho các nguồn năng lượng truyền thống. Vào cuối năm nay, các quan chức sẽ phát triển một khái niệm cho sự phát triển của năng lượng hydro, cũng như các biện pháp hỗ trợ cho các dự án thử nghiệm sản xuất hydro. Vào đầu năm 2021, các ưu đãi sẽ xuất hiện cho các nhà xuất khẩu và mua hydro tại thị trường nội địa. Theo thông tin rò rỉ, chính phủ vẫn chưa thảo luận về các biện pháp hỗ trợ cụ thể đối với hydro.
Các bước như sau:
- Vào năm 2021, Gazprom sẽ phát triển và thử nghiệm một tuabin khí sử dụng nhiên liệu metan-hydro, tức là một tuabin chạy bằng khí metan-hydro - Cho đến năm 2024, GazProm. cũng sẽ nghiên cứu các ứng dụng khác nhau của hydro làm nhiên liệu, cả trong những thứ như nồi hơi khí và tuabin khí và làm nhiên liệu cho xe cộ . Cũng sẽ nghiên cứu việc sử dụng nhiên liệu hydro và metan-hydro trong các cơ sở lắp đặt khí (động cơ tuabin khí, nồi hơi khí, v.v.) và làm nhiên liệu động cơ trong các loại hình vận tải.
- Vào năm 2024, Gazprom và Rosatom, các nhà sản xuất hydro đầu tiên sẽ khởi động các nhà máy hydro thí điểm (pilot hydrogen plants) - tại các nhà máy điện hạt nhân, cơ sở sản xuất khí đốt và nhà máy chế biến nguyên liệu thô. Việc sản xuất sẽ sử dụng năng lượng hạt nhân, điều mà không phải tất cả các nước phát triển đều ủng hộ.
- Cũng vào năm 2024, Rosatom sẽ xây dựng một địa điểm thử nghiệm vận tải đường sắt bằng tàu hỏa sử dụng hydro, dùng hydro làm nhiên liệu cho các đoàn tàu. Tức là chuyển các đoàn tàu sang pin nhiên liệu hydro trên Sakhalin, được Công bố vào năm 2019 bởi Đường sắt Nga, Rosatom và Transmashholding.
- Ngoai ra, con co một mục về xử lý khí carbon dioxide (CO2), được hình thành từ quá trình sản xuất hydro (khi thải ra từ khí mê-tan)
Hiện tại, có rất ít chi tiết về lộ trình được thảo luận trong chính phủ.
(còn tiếp)
4. Phân tích môt chút vào bên trong cuộc cạnh tranh chiến lược giữa Mỹ và EU
Đây thực sự là một chiến lược toàn cầu của EU nhằm vươn lên vị thế lãnh đạo thế giới, và nhằm vào tất cả mọi đối tượng: cường quốc cũng như các nước đang phát triển. EU muốn định vị lại toàn bộ chu trình sản xuất, sinh hoạt, kinh doanh, tiêu thụ, phân phối của thế giới. Nhằm đánh vào Nga thì rõ rồi, nhưng có 1 điều mà ít media nói tới, nó còn nhằm vào Mỹ, với mục tiêu giúp EU thoát dần khỏi sự kiểm soát của Mỹ, giảm vai trò của Mỹ và nâng vai trò của mình lên. Cũng vì media ít nói đến, nên tôi nói lạc đề một chút
Cách đây 3 năm, "make our planet great again", câu nói bằng tiếng Anh của tổng thống Pháp gây sốt trên mạng, sau khi Mỹ chính thức rút khỏi hiệp định về khí hậu môi trường COP21, bằng cách thay đổi câu nói của tổng thống Mỹ lúc tranh cử:Make America great again. Đây thực sự là một cuộc đấu ngầm giữa EU và Mỹ, với cái nhìn khác nhau về toàn cầu hoá. Mỹ là 1 quốc gia, có thể nếu khẩu hiệu, lấy lý do chủ nghĩa dân tộc, lợi ích quốc gia để bảo vệ lợi ích của mình. Trái lại ở EU không tồn tại một nước, vì thế để đưa ra một chính sách bảo vệ hay nâng cao lợi ích thì họ không thể dùng những chiêu bài đó mà phải dựa vào một giá trị, giá trị mà khi nêu ra được cả thế giới gật gù, không dám phản đối, gọi là giá trị phổ quát, và dùng những giá trị ấy bảo vệ quyền lợi hay nâng cao vị thế của mình. Và cái “bảo vệ môi trường” là 1 chiêu bài như vậy. Chiêu bài dùng “giá trị phổ quát” để bảo vệ quyền lợi này là cách thức của EU mà cụ thể là của Tây Âu. Can thiệp chính trị thì giơ chieu bài "DC", "nhân quyền", khi chủ nghĩa thực dân cũ của Anh-Pháp đã xâm chiếm thuộc địa dưới mầu cờ “tự do tôn giáo, tự do truyền đạo”. Những giá trị này về bản chất là tốt đẹp, chính vì tốt đẹp nên mới dùng làm chiêu bài. Ai chẳng thích được DC, quyền con người, bảo vệ môi trường, etc. nhưng điều quan trọng là cách thực hiện nó, biện pháp thực tế nó thể hiện cái gì, và biện pháp đó sẽ đem lại lợi ích cho ai, ai sẽ là kẻ cầm trịch, etc. Đây là những cái cốt yếu, chứ không phải chỉ hô khẩu hiệu rỗng tuếch.
Cả Mỹ và EU đều là những nơi phát triển, cả hai đều cần toàn cầu hoá, như một cách thức phân công lao động toàn cầu mà Mỹ và EU đứng đầu trong khái niệm mỹ miều “chuỗi tạo giá trị” (tức là vị trí thượng nguồn, điều khiển, ông chủ đi khai thác thế giới), nhưng do vị thế kinh tế, chính trị, địa lý, hoàn cảnh, khác nhau đã dẫn đến mỗi bên muốn dựng mô hình này khác nhau. EU đề cao “bảo vệ môi trường”, vì lục địa này không có tài nguyên, chủ yếu phải nhập khẩu. Trước đây Anh, Pháp, Đức đều dùng than đá là động lực phát triển, nhưng sau 300 năm phát triển thì nguồn tài nguyên này đã cạn kiệt. Thế kỷ 20, dùng dầu mỏ là chính càng làm rõ sự phụ thuộc này. Năng lượng tiêu thụ ở châu Âu chủ yếu đến từ Nga, Trung đông, châu Phi. Tuỳ từng nước mà sự phụ thuộc này khác nhau. Đức , Italy chủ yếu nhập từ Nga. Pháp nhập từ châu Phi từ các thuộc địa cũ (Algery, Gabon, Camerun,..) hay nước ở Trung đông hữu hảo với Pháp : Irắc (trước khi bị Mỹ chiếm).
Tư duy phát triển “xanh”, bảo vệ môi trường xuất phát đầu tiên ở Đức vào thập niên 70, như một phong trào chính trị phe tả. Ở Pháp không có trào lưu này, nhưng để không phụ thuộc vào dầu mỏ, Pháp phát triển điện hạt nhân. Hiện nay điện hạt nhân chiếm 2/3 tổng sản lượng điện của Pháp.
Như vậy đã hình thành một dạng sản xuất năng lượng mới, không dùng than đá, dầu mỏ, mà dùng hạt nhân, khí đốt, thủy điện, mặt trời, gió, và như đã nói ở trên, đó là hydrogen. Và những cái này được coi là "sạch" hơn. Vấn đề là, mặt trời, gió, hydrogen này đắt hơn sản xuất bình thường, không hiệu quả kinh tế như năng lượng truyền thống. Nếu sản xuất bằng loại năng lượng "sạch" vậy thì giá cả hàng hóa tăng vọt, làm sao có thể cạnh tranh ? Để làm được điều đó thì họ phải bơm được vào đầu người ta rằng đấy là sản xuất sạch, chấp nhận trả giá cao hơn. Nhưng thế không đủ, sự chấp nhận này phải dẫn đến cái cớ, để người ta có thể ép thuế, tăng thuế vào các mặt hàng sản xuất được coi là “không sạch” nhập khẩu, từ đó điều khiển được quá trình toàn cầu hoá và luật chơi của thương mại toàn cầu dưới hình thức này. Như vậy thực tế đây là một hình thức bảo hộ mậu dịch, sau khi đã tuyên truyền ép người ta chấp nhận, khiến họ “há miệng mắc quai”.
Cả Mỹ và Nga, khác với EU là nước giàu tài nguyên (dầu mỏ, khí đốt, than đá, etc.). Vì thế vấn đề đặt ra với Mỹ khác EU. Thời Obama, với tư duy giữ mỏ nhà không khai thác, thì Mỹ đồng ý với EU. Phe của Obama là dựa trên nhóm tài chính, dùng tài chính với đồng USD nắm đầu thế giới, nên Mỹ đồng ý với EU. Thậm chí còn cho rằng Mỹ không chỉ tham gia, mà còn phải đi đầu trong các công nghệ "sạch" để từ đó duy trì kiểm soát và đặt ra luật chơi của kinh tế thế giới. Thời Trump, nhận thấy luật chơi kiểu này sẽ có nguy cơ làm công nghiệp Mỹ, sản xuất Mỹ bị TQ rút ruột, tư duy của họ là tạo sức cạnh tranh cho công nghiệp Mỹ nội địa, và để làm việc này thì năng lượng tryền thống nói chung, năng lượng than đá nói riêng là rẻ nhất, nên Mỹ rút. Chưa kể, Mỹ sở dĩ bắt được thế giới dùng USD, là vì các nhà sản xuất năng lượng truyền thống, mà cụ thể là dầu, xuất khẩu hàng hóa chỉ nhận USD, dẫn đến cái gọi là petrodollar. Bây giờ nếu dầu mỏ mà không còn vị trí quan trọng, thì đồng dollar cũng đi xuống. Ngoài ra, công nghiệp Mỹ có mạnh mới là bệ đỡ cho tài chính, nếu công nghiệp yếu và bị TQ rút ruột, thì tài chính Mỹ cũng đi đứt, vì suy cho cùng, điểm đến cuối cùng, ở cấp độ vĩ mô, đó là kẻ nào nắm trong tay hệ thống sản xuất cùng với đầu vào và đầu ra của nó, sẽ chiến thắng, không phải kẻ chơi trò manipulate trên những con số tài chính tiền tệ. Vì thế nên Mỹ quyết định rút khỏi COP21, và đánh TQ, không chấp nhận để TQ vươn lên tự chủ trong sản xuất mà không lệ thuộc Mỹ. Chưa kể, Mỹ là ở vị trí số 1, nên cần phải bảo vệ vị trí này, không để bất kỳ ai, dù là Nga, TQ, hay EU chiếm lấy. Mỹ không chỉ khống chế Nga, TQ mà còn khống chế cả EU (dù Mỹ không nói trắng ra). Tài nguyên cũng là một trong những công cụ mà Mỹ đã và đang muốn tiếp tục dùng để khống chế EU. Bây giờ nếu chuyển sang năng lượng tái tạo là chủ đạo, thì những mỏ dầu đang nằm trong quyền kiểm soát của Mỹ (Trung Đông, trên nước Mỹ, etc.) đâu còn mấy giá trị. Việc Mỹ ép EU phải dùng khí hóa lỏng của Mỹ, chính là nằm trong mục khống chế EU này, và còn làm cho hàng hóa sản xuất của EU tăng giá, mất sức cạnh tranh, tạo lợi thế cho công nghiệp Mỹ, đồng thời cũng ngăn chặn việc EU và Nga xích lại gần nhau, làm giảm ảnh hưởng của Mỹ.
Tóm lại, việc đề cao khẩu hiệu "xanh", với Mỹ, đặc biệt với góc nhìn, cách tiếp cận theo hướng công nghiệp, sản xuất, thì chỉ có EU là lợi, Mỹ và Nga đều thiệt. Vậy Mỹ có thể phát triển hydrogen như Nga không? Để hòa vào với EU? Có thể, nhưng ngay cả điều này, thì sức cạnh tranh của hydrogen Mỹ cũng không thể bằng hydrogen Nga, do điều kiện tự nhiên và ưu thế của Nga. Chưa kể Nga yếu hơn Mỹ, mà đặc điểm ở cấp vĩ mô chính trị là làm việc với đối tác yếu vẫn thích hơn. EU sẽ thích ngốn năng lượng từ Nga - kẻ yếu để có thể dễ tác động, hơn là ngốn từ Mỹ - kẻ mạnh hơn mình. Với Mỹ thì thành ra là vị thế bị phụ thuộc năng lượng, chứ không phải là vị thế khách hàng như với Nga
Bảo vệ môi trường có cần thiết không? Rất cần. Nhưng bảo vệ môi trường có nhiều mặt, không phải chỉ năng lượng. Nói công bằng, bất kể công nghệ nào hiện tại cũng đều huỷ hoại môi trường hết. Mô hình kinh tế thị trường, lấy tích luỹ vốn tư bản làm nền tảng, lấy kích thích tiêu thụ làm động lực, bản chất của nó là huỷ hoại môi trường, vì luôn phải tạo ra nhu cầu mới, để bán sản phẩm mới, bẩt chấp nhu cầu ấy có cần thiết hay có hiệu quả hơn so với sản phẩm cũ hay không, và khi người tiêu dùng có sản phẩm rồi, thì sản phẩm đấy không được "bền quá", nó phải "hỏng" hay "hết mốt" sau một thời gian để có thể bán sản phẩm mới, có đợt sản xuất mới, đảm bảo vòng quay kinh tế luôn vận động. Chỉ có thể bảo vệ môi trường thực sự khi một mô hình sản xuất kinh tế mới được đưa ra, không dựa trên khai thácsức lao động hay kích thích tiêu thụ, ..nhưng hình thức sản xuất kinh tế đó hiện chưa tồn tại, và cũng không được khuyến khích để tồn tại.
Chiến lược xanh của EU, tuyên truyền bảo vệ môi trường chủ yếu nhắm vào giảm khí CO2, vì nó được coi là làm nóng khí quyển, thay đổi khí hậu, và đây là tiêu chí đánh giá "sạch" hay không, và từ đó bày ra đánh thuế xả CO2. Nhưng nếu sản xuất bằng điện nguyên tử, không có CO2 thật, thì cũng có sự huỷ hoại môi trường , vì chất thải nhiễm phóng xạ, cả nghìn năm sau vẫn còn độc hại. Hiện tại người ta không có cách nào xử lý, ngoài đưa nó xuống biển. Thủy điện và các công nghệ năng lượng xanh khác cũng đều gây ra các tác hại khác nhau với môi trường. Mà thực ra, đã làm năng lượng là sẽ xảy ra tàn phá môi trường. Mà không chỉ là sản xuất năng lương, các công nghệ sản xuất “xanh” khác cũng đều tàn hại môi trường ghê gớm, quá trình sản xuất ra nó cần nhiều đất quý hiếm, kim loại hiếm mà trái đất có rất ít. Kết quả khai thác các kim loại này, rồi công nghệ thải ra còn độc hại không kém công nghệ cũ. Hiện nay, đang có 1 cuộc chiến ngầm về kim loại quý giữa các nước, mà media không nói lộ ra. Kinh doanh năng lượng sạch, thực ra cũng là "giấu bụi bẩn dưới tấm thảm". Cái nhà bẩn thỉu, ta quét tất cả những thứ bẩn vào 1 chỗ và giấu dưới thảm, rồi nói rằng nhà mình sạch. Thực sự nhà không sạch hơn, vẫn từng đó bụi, nhưng "sạch" hơn về tâm lý, đem lại cảm giác dễ chịu hơn.
Ví dụ cái bóng đèn tiết kiệm năng lượng hiện tại, quy trình sản xuất nó, độc hại hơn sản xuất bóng đèn cũ, xử lý chất thải khó hơn, nguy hiểm hơn. Cách đây mấy năm châu Âu đã cấm dùng đèn sợi đốt với lý do loại đèn này hiệu suất kém, tốn điện, hủy hoại môi trường. Thực tế thì sao? Đèn sợi đốt là loại ngon bổ rẻ nhất trong tất cả các loại đèn. Nếu vẫn còn đèn sợi đốt trên thị trường thì đèn tiết kiệm điện khó lòng mà bán nổi! Và tất nhiên là các hóa chất ở trong đèn tiết kiệm điện còn hủy hoại môi trường lâu dài hơn đèn sợi đối nhiều lần.
Vấn đề môi trường cũng liên quan đến đấu đá nội bộ, khi nhóm tư bản hay nhóm lợi ích tạo ra các sản phẩm "xanh", "sạch" muốn vươn lên nắm quyền, giành lấy quyền đang có trong tay các nhóm tư bản hay lợi ích năng lượng truyền thống
Tóm lại, cái gọi là công nghệ xanh, thực ra chỉ là một cách ô nhiễm kiểu khác, và nó cũng đặt ra những vấn đề xử lý khó khăn khác chứ không phải là xanh.
Với hiệp định COP21 (hiệp định khí hậu môi trường) và thỏa thuận xanh, Media EU mà chủ yếu là Tây Âu cố gắng nhồi vào đầu người ta một cái kết luận sai, đó là nếu không ký vào cái COP21 và theo thỏa thuận xanh thì có nghĩa là phá huỷ môi trường. Điều này không đúng. Hiện tại nếu công nghệ xanh đó có thể áp dụng, và có lãi, thì chẳng ai cấm họ phát triển cả. COP21 hay thỏa thuận xanh, lấy cớ bảo vệ môi trường, chống biến đổi khí hậu để làm điều khác, đó là xây dựng một quy chế để điều khiển quá trình toàn cầu hoá theo lợi ích của EU. Các thỏa thuận và ký kết này là cơ sở để tạo cớ đánh thuế, một kiểu bảo hộ mậu dịch trá hình, từ đó mà điều khiển thương mại thế giới theo lợi ích của mình. Trong tương lai, nếu không có công nghệ xanh thực sự mà đủ hiệu quả khả dĩ thay được công nghệ cơ bản cổ điển, thì những điều mà COP21 và hiệp định xanh đặt ra chỉ là cơ sở để thổi một cái bong bóng khủng hoảng mới trong tương lai.
Rostec tăng gấp đôi số lượng băng (bench) thử nghiệm cho các đơn vị động cơ PD-8
Tập đoàn động cơ thống nhất Rostec đang mở rộng cơ sở thử nghiệm cho các đơn vị động cơ PD-8, sẽ được trang bị cho máy bay SSJ New. Tại doanh nghiệp Perm "UEC-STAR", nơi phát triển và sản xuất các hệ thống điều khiển động cơ tự động, bảy băng thử nghiệm đã được đưa vào hoạt động, năm chiếc nữa sẽ bắt đầu hoạt động trong thời gian tới. Do đó, số lượng của chúng sẽ tăng gần gấp đôi trong thời gian ngắn nhất có thể.
Viết tắt mới của hệ thống điều khiển tự động SAU-8 cho PD-8 cho phép thử nghiệm các đơn vị cơ khí và điện tử cả riêng lẻ và kết hợp, mô phỏng hoạt động của chúng như một phần của động cơ.
“Rostec phải đối mặt với nhiệm vụ quy mô lớn là cung cấp hơn 500 máy bay các loại cho các hãng hàng không nội địa vào năm 2030. Để thực hiện nhiệm vụ này, các doanh nghiệp của United Engine Corporation đang tăng khả năng sản xuất của họ một cách có hệ thống. Đặc biệt, tại Perm, số lượng băng ghế thử nghiệm hoạt động trên hệ thống điều khiển động cơ PD-8 sẽ tăng gần gấp đôi - trong tương lai gần, số lượng của chúng sẽ lên tới 12. Điều này sẽ làm tăng khối lượng sản phẩm”, tổ hợp hàng không Rostec cho biết.
Nếu năm 2022 doanh nghiệp sản xuất 5 bộ pháo tự hành PD-8 thì năm nay dự kiến sản xuất khoảng 35 bộ.
“Công việc thiết kế thử nghiệm trên SAU-8 cho động cơ PD-8 sẽ được hoàn thành vào tháng 6 năm nay. Hiện tại, các thử nghiệm sơ bộ và kiểm tra chất lượng của các đơn vị đang được tiến hành, bao gồm cả các ảnh hưởng về khí hậu, cơ học và các tác động bên ngoài khác. Sau đó, máy bay với động cơ PD-8 sẽ hoàn thành chương trình kiểm tra trình độ bay và các đơn vị Perm sẽ được gán chữ O1 - chúng sẽ chuyển từ trạng thái thử nghiệm sang trạng thái sản xuất, ông Serge Popov, Giám đốc điều hành của UEC-STAR cho biết.
Vào tháng 12 năm 2022, các cuộc thử nghiệm bay của động cơ PD-8 trong khuôn khổ phòng thí nghiệm bay Il-76 đã bắt đầu ở Zhukovsky.
Vào cuối năm ngoái, công ty Nordgold đã phát hiện ra mỏ vàng của người La Mã ở Yakutia với trữ lượng 49 tấn vàng.
Báo cáo cho biết: “Nằm ở quận Olekminsky của Yakutia, cách cụm Gross đang hoạt động 13 km, mỏ vàng và bạc này đã trở thành khám phá địa chất lớn nhất của đất nước, được thực hiện theo giấy phép được thực hiện theo nguyên tắc khai báo”. Một nghiên cứu khả thi về các điều kiện thăm dò tạm thời đã được bảo vệ cho cơ sở.
Cũng trong năm 2022, các nhà địa chất của công ty đã bảo vệ nghiên cứu khả thi về các điều kiện không đổi đối với mỏ Tokkinskoye nằm gần Gross và đưa 23,5 tấn vàng vào bảng cân đối kế toán của bang. Sau khi khoản tiền gửi được chuyển sang trạng thái được khám phá, việc chuẩn bị một dự án để phát triển nó bắt đầu.
“Trong mùa khai thác năm 2023, dịch vụ địa chất sẽ tiếp tục hoạt động thăm dò nâng cao tại các mỏ Gross và Tabornoe, nơi đang tiến hành sản xuất. Chương trình thăm dò cho năm 2023 cũng bao gồm việc tăng cường mạng lưới thăm dò và khoan trong phạm vi của năm đầu tiên khai thác mỏ lộ thiên trong tương lai tại các mỏ Vrezanoye và Tokkinskoye mới được phát hiện gần đây,” Alexander Fedorenko, Trưởng phòng Thăm dò tại Gross Cluster cho biết.
Các kế hoạch là khoan 25.000 mét tuyến tính bằng cách sử dụng khoan RC. Công việc tại các trường Gross và Tabornoe sẽ cung cấp dữ liệu cần thiết để cập nhật các mô hình tài nguyên. Người ta cho rằng vào năm 2023, trữ lượng của các sườn Gross, được thăm dò vào năm 2020-22, sẽ được cân bằng trạng thái, điều này sẽ làm tăng đáng kể cân bằng trữ lượng của mỏ. Giấy phép thăm dò Tokkinskaya, Kondinskaya, Kremera và Pogranichnaya có kế hoạch khoan 29.000 mét tuyến tính giếng lõi và 5.000 giếng thăm dò sử dụng khoan RC vào năm 2023.
Gross là một cụm khai thác vàng ở quận Olekminsky của Cộng hòa Sakha (Yakutia). Nó bao gồm các mỏ đang hoạt động của Gross và Tabornny, cũng như dự án phát triển Tokko và một số khu vực thăm dò tiềm năng ở phía đông của cao nguyên Olekma-Charsky ở tây nam Yakutia. Trong vài năm tới, Nordgold dự định tăng sản lượng hàng năm của cụm Gross lên khoảng 600 nghìn ounce vàng (18,7 tấn).
Tập đoàn Transmashholding Nga-Ấn đã thắng thầu sản xuất và cung cấp tàu điện 120 chỗ (1920 toa) cho Ấn Độ. Số tiền giao dịch là 1,7 tỷ đô la và đây là đơn đặt hàng nước ngoài lớn nhất trong ngành kỹ thuật đường sắt của Nga. Cao hơn chỉ là hợp đồng với Công ty Hành khách Liên bang Nga.
Theo các điều khoản của cuộc đấu thầu, việc sản xuất phải được thiết lập ở Ấn Độ tại các nhà máy của Đường sắt Ấn Độ ở Latura và Chennai (Madras), người chiến thắng sẽ hiện đại hóa các cơ sở sản xuất và kho chứa của họ, đồng thời cũng sẽ nhận được hợp đồng bảo trì đầu máy toa xe cho 35 năm.
Trước đó, ấn bản Ấn Độ của The Times of India đưa tin rằng một tập đoàn gồm TMH và Rail Vikas Nigam, như một phần của cuộc đấu thầu mua tàu điện Vande Bharat, đã đưa ra mức giá thấp nhất - 1,2 tỷ rupee (14,5 triệu USD) mỗi đoàn tàu. Giá thầu của đối thủ cạnh tranh đắt hơn. Một tập đoàn gồm các công ty từ Ấn Độ Titagarh và BHEL đã sẵn sàng cung cấp đầu máy toa xe với giá 1,4 tỷ rupee (16,9 triệu USD) mỗi đoàn tàu, liên doanh giữa Siemens của Đức và BEML của Ấn Độ - 1,45 tỷ rupee (17,6 triệu USD). Các đề nghị từ Alstom của Pháp, cũng như từ Stadler của Thụy Sĩ và MSD của Ấn Độ thậm chí còn đắt hơn. Gói dịch vụ bảo trì tàu điện không có trong giá hợp đồng.
Các công ty đưa ra mức giá thấp nhất sẽ nhận được đơn đặt hàng cho 120 đoàn tàu. 80 phần còn lại sẽ thuộc về tập đoàn về nhì (trong trường hợp này là giá thầu của Titagarh và BHEL của Ấn Độ), nhưng chỉ với điều kiện là giảm chi phí vận chuyển xuống mức của người chiến thắng. Nếu anh ta từ chối, thì những người tham gia cuộc thi khác sẽ nhận được lời đề nghị tương tự. Nếu không ai muốn, thì 80 chuyến tàu này cũng sẽ được cung cấp bởi một liên doanh gồm TMH và RVNL.
Tổng số tiền của hợp đồng cung cấp 120 đoàn tàu điện, dựa trên các điều kiện được đề xuất, sẽ là 1,74 tỷ đô la, nếu một phương án cho 80 đoàn tàu khác cũng được chọn, nó sẽ tăng lên 2,9 tỷ đô la.
Nói kỹ hơn về vụ trúng thầu của Nga với đoạn trích trên. Vào thời điểm hiện nay mà Ấn loại Siemens để chọn TMH Nga thì cũng chứng tỏ là 1 nước độc lập thực sự
Mà hình như Siemens định đem Sapsan đến để bán cho Ấn thì phải. Ha ha, xem ra thì Siemens phải bỏ tiền ra ôm Sapsan cả đời rồi, hay chí ít thì cũng hơi lâu đấy
Đúng như tôi đã nói, tàu hoả điện Ivolga sẽ là tàu mà Nga hướng đến để xuất khẩu, vì đây là tàu mà Nga sở hữu đầy đủ bản quyền công nghệ, làm chủ sản xuất linh kiện. Tàu hoả điện Lastochka Nga sản xuất phần lớn linh kiện và sắp tới có thể là 100% nhưng bản quyền công nghệ hình như vẫn là của Đức. Trừ khi là Nga không muốn tôn trọng bản quyền nữa, và nước đi mua cũng thế, còn không thì Lastochka vẫn sẽ chủ yếu chỉ dùng trong Nga, phải là Ivolga mới xuất khẩu được
Transmashholding của Nga đã đánh bại các đối thủ cạnh tranh toàn cầu tại thị trường Ấn Độ và giành được gói thầu kỷ lục trị giá khoảng 2 tỷ USD
Các chuyến tàu của công ty Transmashholding một lần nữa vượt qua các mối quan tâm nổi tiếng của châu Âu trong cuộc cạnh tranh trên thị trường quốc tế. Nhà sản xuất đã ký hợp đồng trị giá 1,7 tỷ USD với Ấn Độ, hợp đồng cũng bao gồm dịch vụ 35 năm, chi phí được tính riêng và chưa được thống nhất.
Ghi nhận hợp đồng cung cấp tàu điện Transmashholding (TMH) đã thắng thầu do chính quyền Ấn Độ tổ chức để chọn nhà cung cấp tàu điện. Một hợp đồng đã được ký kết để cung cấp 120 đoàn tàu điện Ivolga trị giá 1,7 tỷ USD, tổng cộng là 1920 toa tàu. Chi phí của hợp đồng chỉ bao gồm sản xuất và bảo trì trong 35 năm tới sẽ được thực hiện theo một chương trình riêng.
TMH sẽ sản xuất các sản phẩm tại nhà máy Đường sắt Ấn Độ. Tàu điện của Nga sẽ lăn bánh khỏi dây chuyền lắp ráp ở Latour và Chennai. Đồng thời, linh kiện để lắp ráp được vận chuyển từ Nga sang.
Vào năm 2022, Nga đã giành chiến thắng trong cuộc cạnh tranh cung cấp các đơn vị như vậy ở Argentina. Sau đó, một hợp đồng 3 năm đã được ký kết để cung cấp 70 tàu điện. Nó có giá 864 triệu USD.
Đối thủ cạnh tranh bị loại Transmashholding vượt trội so với đối thủ đến từ Đức là Siemens. Công ty dẫn đầu thị trường thế giới được công nhận đã tham gia cuộc thi và cung cấp tàu điện được phát triển trên nền tảng Sapsan. Tuy nhiên, về đặc điểm tổng thể, nó lớn hơn 20% so với Ivolga của Nga.
Nhiều khả năng, số lượng dịch vụ theo hợp đồng sẽ vượt quá chi phí cung cấp các đoàn tàu.
Khoảng cách giữa chi phí dịch vụ được cung cấp sẽ tăng lên do chi phí năng lượng tăng ở Thế giới cũ và ngược lại, năng lượng rất rẻ ở Nga.
Tôi nghĩ Ba Lan, 3 nước Baltic và Ukraine muốn thành lập một khối liên minh, một dạng "khối thịnh vượng chung" trong lòng EU, để chống lại sức ép của các nước Tây Âu trong EU, và Ba Lan muốn trở thành lãnh đạo của khối này, vì ngoài Ukraine (nếu có cả miền Đông Và Nam như trước xung đột) thì có tiềm lực hơn Ba Lan, còn lại 3 nước Baltic kém xa. Bây giờ Ukraine thiệt hại nặng nề, lại mất 1 phần miền Đông và Nam, nếu chỉ đưa miền Tây Ukraine vào liên minh, thì Ba Lan có thể giữ vị trí lãnh đạo. Khối liên minh này sẽ chống lại mọi nỗ lực hoà giải Nga, EU , nêu cao ngọn cờ đánh Nga để nâng vị trí cho mình trong khối, và cũng để móc tiền các nước EU Tây Âu để phục vụ cho nền kinh tế và tăng cường sức mạnh quân sự cho mình, làm tiếng nói của mình trong EU to hơn, từ đó mà dần dần khối này trở thành 1 cực quyền lực trong EU, đòi hỏi thay đổi cơ chế, luật chơi EU theo hướng có lợi cho mình. Như vậy đây cũng là 1 dạng xây dựng lại Liên minh Ba Lan Litva lừng danh trong lịch sử Có điều nếu Ba Lan muốn lãnh đạo khối đó thì Ukraine phải yếu đi, thậm chí mất lãnh thổ chỉ còn có miền Trung và Tây, thì mới được. Ukraine mà lãnh thổ như trước xung đột thì tiềm lực họ hơn hẳn Ba Lan, lại gần Nga hơn, vị trí địa lý thuận lợi hơn, thì chính họ dần sẽ lãnh đạo khối đó. Trong hoàn cảnh hiện nay mà liên minh thành lập, dần dần miền Tây Ukraine có bị hút vào Ba Lan k, thì cần thời gian trả lời
Tập đoàn Transmashholding Nga-Ấn đã thắng thầu sản xuất và cung cấp tàu điện 120 chỗ (1920 toa) cho Ấn Độ. Số tiền giao dịch là 1,7 tỷ đô la và đây là đơn đặt hàng nước ngoài lớn nhất trong ngành kỹ thuật đường sắt của Nga. Cao hơn chỉ là hợp đồng với Công ty Hành khách Liên bang Nga.
Theo các điều khoản của cuộc đấu thầu, việc sản xuất phải được thiết lập ở Ấn Độ tại các nhà máy của Đường sắt Ấn Độ ở Latura và Chennai (Madras), người chiến thắng sẽ hiện đại hóa các cơ sở sản xuất và kho chứa của họ, đồng thời cũng sẽ nhận được hợp đồng bảo trì đầu máy toa xe cho 35 năm.
Trước đó, ấn bản Ấn Độ của The Times of India đưa tin rằng một tập đoàn gồm TMH và Rail Vikas Nigam, như một phần của cuộc đấu thầu mua tàu điện Vande Bharat, đã đưa ra mức giá thấp nhất - 1,2 tỷ rupee (14,5 triệu USD) mỗi đoàn tàu. Giá thầu của đối thủ cạnh tranh đắt hơn. Một tập đoàn gồm các công ty từ Ấn Độ Titagarh và BHEL đã sẵn sàng cung cấp đầu máy toa xe với giá 1,4 tỷ rupee (16,9 triệu USD) mỗi đoàn tàu, liên doanh giữa Siemens của Đức và BEML của Ấn Độ - 1,45 tỷ rupee (17,6 triệu USD). Các đề nghị từ Alstom của Pháp, cũng như từ Stadler của Thụy Sĩ và MSD của Ấn Độ thậm chí còn đắt hơn. Gói dịch vụ bảo trì tàu điện không có trong giá hợp đồng.
Các công ty đưa ra mức giá thấp nhất sẽ nhận được đơn đặt hàng cho 120 đoàn tàu. 80 phần còn lại sẽ thuộc về tập đoàn về nhì (trong trường hợp này là giá thầu của Titagarh và BHEL của Ấn Độ), nhưng chỉ với điều kiện là giảm chi phí vận chuyển xuống mức của người chiến thắng. Nếu anh ta từ chối, thì những người tham gia cuộc thi khác sẽ nhận được lời đề nghị tương tự. Nếu không ai muốn, thì 80 chuyến tàu này cũng sẽ được cung cấp bởi một liên doanh gồm TMH và RVNL.
Tổng số tiền của hợp đồng cung cấp 120 đoàn tàu điện, dựa trên các điều kiện được đề xuất, sẽ là 1,74 tỷ đô la, nếu một phương án cho 80 đoàn tàu khác cũng được chọn, nó sẽ tăng lên 2,9 tỷ đô la.
Nói kỹ hơn về vụ trúng thầu của Nga với đoạn trích trên. Vào thời điểm hiện nay mà Ấn loại Siemens để chọn TMH Nga thì cũng chứng tỏ là 1 nước độc lập thực sự
Mà hình như Siemens định đem Sapsan đến để bán cho Ấn thì phải. Ha ha, xem ra thì Siemens phải bỏ tiền ra ôm Sapsan cả đời rồi, hay chí ít thì cũng hơi lâu đấy
Đúng như tôi đã nói, tàu hoả điện Ivolga sẽ là tàu mà Nga hướng đến để xuất khẩu, vì đây là tàu mà Nga sở hữu đầy đủ bản quyền công nghệ, làm chủ sản xuất linh kiện. Tàu hoả điện Lastochka Nga sản xuất phần lớn linh kiện và sắp tới có thể là 100% nhưng bản quyền công nghệ hình như vẫn là của Đức. Trừ khi là Nga không muốn tôn trọng bản quyền nữa, và nước đi mua cũng thế, còn không thì Lastochka vẫn sẽ chủ yếu chỉ dùng trong Nga, phải là Ivolga mới xuất khẩu được
Transmashholding của Nga đã đánh bại các đối thủ cạnh tranh toàn cầu tại thị trường Ấn Độ và giành được gói thầu kỷ lục trị giá khoảng 2 tỷ USD
Các chuyến tàu của công ty Transmashholding một lần nữa vượt qua các mối quan tâm nổi tiếng của châu Âu trong cuộc cạnh tranh trên thị trường quốc tế. Nhà sản xuất đã ký hợp đồng trị giá 1,7 tỷ USD với Ấn Độ, hợp đồng cũng bao gồm dịch vụ 35 năm, chi phí được tính riêng và chưa được thống nhất.
-- Tệp đính kèm không có --
Ghi nhận hợp đồng cung cấp tàu điện Transmashholding (TMH) đã thắng thầu do chính quyền Ấn Độ tổ chức để chọn nhà cung cấp tàu điện. Một hợp đồng đã được ký kết để cung cấp 120 đoàn tàu điện Ivolga trị giá 1,7 tỷ USD, tổng cộng là 1920 toa tàu. Chi phí của hợp đồng chỉ bao gồm sản xuất và bảo trì trong 35 năm tới sẽ được thực hiện theo một chương trình riêng.
TMH sẽ sản xuất các sản phẩm tại nhà máy Đường sắt Ấn Độ. Tàu điện của Nga sẽ lăn bánh khỏi dây chuyền lắp ráp ở Latour và Chennai. Đồng thời, linh kiện để lắp ráp được vận chuyển từ Nga sang.
Vào năm 2022, Nga đã giành chiến thắng trong cuộc cạnh tranh cung cấp các đơn vị như vậy ở Argentina. Sau đó, một hợp đồng 3 năm đã được ký kết để cung cấp 70 tàu điện. Nó có giá 864 triệu USD.
-- Tệp đính kèm không có --
Đối thủ cạnh tranh bị loại Transmashholding vượt trội so với đối thủ đến từ Đức là Siemens. Công ty dẫn đầu thị trường thế giới được công nhận đã tham gia cuộc thi và cung cấp tàu điện được phát triển trên nền tảng Sapsan. Tuy nhiên, về đặc điểm tổng thể, nó lớn hơn 20% so với Ivolga của Nga.
Nhiều khả năng, số lượng dịch vụ theo hợp đồng sẽ vượt quá chi phí cung cấp các đoàn tàu.
Khoảng cách giữa chi phí dịch vụ được cung cấp sẽ tăng lên do chi phí năng lượng tăng ở Thế giới cũ và ngược lại, năng lượng rất rẻ ở Nga.
Hoá ra đường sắt Ấn dùng khổ 1676mm, còn rộng hơn khổ 1520 Nga. Thế này mà Ấn không tự phát triển thì hơi phí!
