Сингапурская компания Nexstrom, специализирующаяся на полупроводниках и выращенная венчурным фондом Xora Innovation, предложила использовать двумерные (2D) материалы вместо кремния для решения проблем, возникающих при уменьшении размеров транзисторов. Как сообщает TechCrunch, при сокращении размеров кремниевых элементов становится сложнее контролировать поток электронов, что усиливает утечки тока, потери мощности и нагрев. Стартап считает, что переход на 2D-материалы позволит решить эти задачи, особенно на фоне глобального дефицита компонентов, вызванного спросом на дата-центры.
Nexstrom разрабатывает оборудование и технологические процессы, которые дадут фабрикам возможность изготавливать сверхтонкие полупроводники из дихалькогенидов переходных металлов (TMD) прямо на кремниевых пластинах. Формально TMD не являются двумерными — их относят к обширному семейству так называемых 2D-материалов из-за крайне малой толщины. Такие материалы состоят всего из нескольких атомных слоёв, что привлекает внимание производителей чипов, стремящихся к дальнейшему уменьшению размеров микросхем.
Продукт стартапа под названием North Star рассчитан на выращивание TMD непосредственно на 300-миллиметровых (12-дюймовых) пластинах, применяемых в коммерческом производстве чипов. Nexstrom не одинока в оценке потенциала 2D-полупроводников: TSMC, Intel и бельгийский исследовательский центр IMEC разрабатывают способы интеграции таких материалов в транзисторы, а производители оборудования и материалов, включая AIXTRON, CDimension и ряд стартапов, работают над другими звеньями производственной цепочки. Недавно TSMC, ASML и IMEC продемонстрировали, как транзисторы на основе 2D-материалов можно использовать в 300-миллиметровом интеграционном процессе.
Nexstrom делает ставку на особенно сложное направление — масштабное производство этих материалов для полупроводниковой отрасли. Технология компании частично опирается на исследования сооснователя и главного научного сотрудника Ланса Ли, который ранее руководил разработками в области посткремниевой электроники в TSMC и занимается 2D-материалами с 2012 года. «В лаборатории можно получить очень маленькие материалы высокого качества, но только в очень малых масштабах, — заявил Ли TechCrunch. — Именно этот разрыв и закрывает Nexstrom».
Во вторник сингапурская компания сообщила о привлечении $12 млн в рамках посевного раунда от инвесторов, среди которых Xora, Foothill Ventures и SEEDS. Общий объём привлечённых средств достиг $15 млн. Вместо конкуренции с гигантами вроде TSMC, Samsung и Intel Nexstrom намерена продавать им свои технологии или сотрудничать с ними в качестве партнёра. По словам компании, некоторые участники отрасли уже тестируют образцы её пластин и материалов, однако их названия не раскрываются.
Перед запуском массового производства столь миниатюрных полупроводников предстоит решить ряд проблем, главная из которых — равномерное выращивание TMD по всей площади пластины. «На текущем этапе наша работа сосредоточена на обеспечении качества материала, которое задали отраслевые партнёры, — сказала TechCrunch генеральный директор Nexstrom Фиби Тан. — Мы получили подтверждённые результаты по материалу на пластинах с помощью нашей только что установленной 12-дюймовой системы. Мы последовательно масштабировались с 2 до 6 дюймов и планируем завершить переход на 8 дюймов к концу октября». Вырученные средства Nexstrom направит на дальнейшую разработку технологии и приближение оборудования к коммерческому производству, а также на улучшение контроля процессов и измерительных возможностей, расширение команды и поддержку программ квалификации с потенциальными заказчиками. Компания рассчитывает, что её оборудование будет готово к серийному выпуску в период с 2030 по 2035 год.