Скачать в ПДФ.

Оформить подписку.

РЫНОК

---

Мировой рынок

FTC пытается заблокировать покупку Arm компанией Nvidia

В четверг Федеральная торговая комиссия (FTC) США подала в суд, чтобы заблокировать сделку по приобретению компанией Nvidia разработчика процессорных архитектур Arm. Регулятор утверждает, что сделка противоречит принципам справедливой конкуренции.

Федеральная торговая комиссия (FTC) США подала в суд, стремясь заблокировать приобретение американской компанией Nvidia британской компании Arm за $40 млрд. По мнению американского антимонопольного регулятора, «вертикальная сделка предоставит одной из крупнейших компаний — производителей микросхем контроль над технологиями и разработками, на которые конкурирующие фирмы полагаются при создании своих микросхем». В иске FTC утверждается, что у объединенной фирмы «будут средства и стимулы для подавления инновационных технологий следующего поколения, в том числе тех, которые используются для работы центров обработки данных и систем помощи водителю в автомобилях».

Федеральная торговая комиссия, состоящая из двух представителей демократической партии США и двух республиканцев, единогласно проголосовала за подачу иска. Это первое антимонопольное дело FTC с тех пор, как Лина Хан (Lina Khan) заняла пост главы ведомства.

Истец напоминает, что калифорнийская компания Nvidia является одной из самых крупных и дорогих компьютерных компаний в мире. Она разрабатывает и продает микросхемы и устройства, будучи наиболее известной в качестве доминирующего поставщика графических процессоров для персональных компьютеров и центров обработки данных. Nvidia также разрабатывает и продает продукты для современных сетей и автомобилей. В этих областях и компания Nvidia и ее основные конкуренты полагаются на технологии Arm.

Nvidia отреагировала на шаг FTC, заявив, что продолжит работу над тем, чтобы продемонстрировать, что сделка принесет пользу отрасли и будет способствовать развитию конкуренции.

Процесс планируется начать 9 августа 2022 года.

Источник.

 

Контрактные чипмейкеры продолжают ставить рекорды по выручке

Ведущие контрактные производители микросхем продолжают ставить рекорды по выручке. В третьем квартале 2021 года их суммарный доход увеличился еще почти на 12% по сравнению с предыдущей четвертью и достиг нового максимума в $27,28 млрд, подсчитали в исследовательской компании TrendForce.

Рост выручки крупнейших представителей фаунди-сектора (IC Foundry — производство полупроводников по технической документации заказчиков) не прерывается уже девятый квартал подряд. В минувшем триместре подъему способствовали сезонное оживление спроса на смартфоны, сохраняющееся стремление производителей электроники наращивать складские запасы микросхем, ввод новых производственных мощностей у контрактных чипмейкеров и повышение стоимости полупроводниковых пластин, отметили специалисты.

Лидер рынка контрактного производства полупроводников TSMC в июле–сентябре заработал $14,88 млрд, улучшив показатель предыдущей четверти на 11,9%. С учетом этого рыночная доля TSMC поднялась с 52,9 до 53,1%. Аналитики заявили, что дополнительным позитивным фактором для тайваньского вендора стал выход у Apple новых моделей iPhone, производство чипов для которых поручено TSMC.

Samsung продолжает укрепляться в звании второго по величине контрактного чипмейкера. В июле–сентябре выручка компании на рынке фаундри-услуг выросла на 11% и составила $4,81 млрд, что соответствовало рыночной доле в 17,1%.

Ранее южнокорейский гигант объявил о планах к 2025 году утроить масштабы бизнеса в сфере контрактного производства чипов. Выручка компании на этом направлении в 2024 году должна превысить 39 трлн вон ($32,5 млрд).

На третьем месте в рейтинге контрактных чипмейкеров — тайваньская UMC, на долю которой пришлось 7,3% оборота в отрасли или чуть более $2 млрд выручки. Далее в топ-5 следуют GlobalFoundries и китайская компания SMIC. В прошлом квартале выпуск чипов по контракту принес им $1,7млрд и $1,4 млрд соответственно, с учетом чего их вклад в суммарный результат составил 6,1 и 5%.

С шестого по десятое места расположились Hua Hong Group, PSMC, VIS, Tower Semiconductor и DB HiTek, рынчные доли которых варьировались от 2,8 примерно до 1%.

По поступающим аналитикам данным, полупроводниковые заводы продолжают работать со 100-процентной загрузкой, а вводимые в действие новые мощности уже полностью зарезервированы. Учитывая это, в TrendForce прогнозируют дальнейший рост выручки контрактных производителей микросхем.

Между тем, накануне стало известно, что в 2021 году на рынке полупроводников будут зарегистрированы самые высокие темпы роста за последние 11 лет. По оценкам отраслевой организации World Semiconductors Trade Statistics (WSTS), продажи чипов увеличатся на 25,6% и достигнут $553 млрд. В 2022 году ожидается прибавка еще на 8,8%, с учетом которой объем рынка превысит $600 млрд.

Источник.

 

На мировом рынке чипов ожидаются самые высокие темпы роста с 2010 года

Пандемия COVID-19 не оказала негативного влияния на мировой рынок чипов. Напротив, в 2021 году в отрасли будут зарегистрированы одни из самых высоких темпов роста, сообщает Европейская ассоциация полупроводниковой промышленности (European Semiconductor Industry Association, ESIA) со ссылкой на данные отраслевой организации World Semiconductors Trade Statistics (WSTS).

По оценкам WSTS, в этом году на мировом рынке полупроводников будет зарегистрирован рост на внушительные 25,6%, что почти вчетверо больше прошлогодней прибавки, когда был зафиксирован подъем на 6,8%. С учетом этого объем рынка должен составить около $553 млрд против $440 млрд годом ранее.

Прогнозируемый скачок станет самым значительным с 2010 года — тогда мировые продажи полупроводников выросли на 31,8%, отметили специалисты.

Собранная экспертами статистика показывает, что, несмотря на пандемию COVID-19, все основные полупроводниковые категории в 2021 году росли двузначными темпами. Исключение составляет лишь оптоэлектроника, где ожидается прибавка в выручке на 7%. Наибольший вклад в прогнозируемый подъем на рынке внесут микросхемы памяти, аналоговые и логические ИС — специалисты полагают, что продажи этой продукции в 2021 году увеличатся на 34,6, 30,9 и 27,3% соответственно.

Таблица 1. Рейтинг первой десятки мировых фаундри-компаний по объемам доходов, III кв. 2021, млн долл. США

Рейтинг	Компания	Объем доходов			Доля рынка
		III кв. 2021 г.	II кв. 2021 г.	кв./кв.	III кв. 2021 г.	II кв. 2021 г.
1	TSMC	14884	13300	11,9%	53,1%	52,9%
2	Samsung	4810	4334	11,0%	17,1%	17,3%
3	UMC	2042	1819	12,2%	7,3%	7,2%
4	GlobalFoundries	1705	1522	12,0%	6,1%	6,1%
5	SMIC	1415	1344	5,3%	5,0%	5,3%
6	HuaHong Group	799	658	21,4%	2,8%	2,6%
7	PSMC	525	459	14,4%	1,9%	1,8%
8	VIS	426	363	17,5%	1,5%	1,4%
9	Tower	387	362	6,9%	1,4%	1,4%
10	DB HiTek	283	245	15,6%	1,0%	1,0%
Всего		27277	24407	11,8%	97%	97%

Прим. 1. Во II кв. 2021 г. USD$1:KRW$1,121; USD$1:TWD$28,0.

Прим. 2. В III кв. 2021 г. USD$1:KRW$1,160; USD$1:TWD$27,9.

Прим. 3. В доходы Samsung включена выручка бизнеса System LSI и фаундри.

Прим. 4. Доходы PSMC только от фаундри-сервисов.

Прим. 5. Доходы HuaHong Group включена выручка Shanghai HuaHong Grace Semiconductor Manufacturing Corporation и Shanghai Huali Microelectronics Corporation.

Источник: TrendForce, декабрь, 2021 г.

Анализ с географической точки зрения также свидетельствует о повсеместном двузначном росте. Самый значительный прогресс ожидается в Азиатско-Тихоокеанском регионе, где полупроводниковая выручка должна увеличиться на 26,7%. В Европе прибавка составит 25,6%, в Северной и Латинской Америке — 24,6%, а в Японии — 19,5%.

Прогноз WSTS на 2022 год предусматривает, что индустрия полупроводников продолжит двигаться по восходящей, но темпы роста замедлятся до 8,8%. С учетом этого объем рынка в деньгах должен превысить $600 млрд. Как и в 2021-м, положительная динамика ожидается по всем продуктовым категориям и во всех географических регионах.

Ранее из сводки Ассоциации полупроводниковой промышленности (Semiconductor Industry Association, SIA) стало известно, что в третьем квартале 2021 года мировые продажи чипов увеличились на 27,6% в годовом выражении и принесли $144,8 млрд выручки. Кроме того, в июле–сентябре были зарегистрированы самые высокие объемы поставок микросхем за историю рынка.

Комментируя данные, президент и генеральный директор SIA Джон Нойффер (John Neuffer) отметил, что рекорд свидетельствует о сохраняющейся высокой востребованности чипов в мире и невероятных усилиях участников отрасли по наращиванию производства для удовлетворения этого спроса.

Источник.

 

Выручка компаний, занимающихся сборкой и тестированием полупроводниковых изделий на условиях аутсорсинга, за год выросла на 31,6%

По данным TrendForce, по мере роста глобального уровня вакцинации и ослабления пограничных ограничений в Европе и Северной Америке социальная активность начала восстанавливаться и рынок бытовой электроники, по-видимому, готится к наступлению традиционного пикового сезона во втором полугодии. В то же время на глобальную цепочку поставок повлияли задержки в морских перевозках, стремительный рост стоимости доставки и нехватка компонентов, а также и без того непомерно высокий рост цен на определенные компоненты, наблюдавшийся в первом полугодии.

Таблица 2. Рейтинг 1-й десятки аутсорсинговых компаний, III кв. 2021, млн долл. США

Рейтинг	Компания	Доходы в III кв. 2020 г.	Доходы в III кв. 2021 г.	Доля рынка в III кв. 2021 г.	Рост доходов в III кв. 2021 г., год/год
1	ASE	1520	2148	24,2%	41,3%
2	Amkor	1354	1681	18,9%	24,2%
3	JCET	982	1252	14,1%	27,5%
4	SPIL	897	1036	11,7%	15,6%
5	PTI	647	802	9,0%	24,0%
6	TFME	398	636	7,2%	59,8%
7	Hua Tian	319	502	5,6%	57,6%
8	KYEC	251	323	3,6%	28,5%
9	ChipMOS	194	257	2,9%	32,5%
10	Chipbond	197	255	2,9%	29,5%

Прим. 1. В доходы ASE включена ее выручка от аутсорсинговой деятельности за вычетом доли компании SPIL.

Прим. 2. Суммарная рыночная доля в этой таблице приводится с учетом только показателей 1-й десятки перечисленных компаний.

Источник: TrendForce, ноябрь, 2021 г.

Учитывая параллельный рост затрат на материалы и производство, рынок конечной продукции не претерпел ожидаемого циклического подъема во втором полугодии. Несмотря на это, общий спрос на смартфоны, ноутбуки и мониторы и их отгрузка в третьем квартале увеличились по сравнению с предыдущим кварталом, что стимулировало рост бизнеса крупных компаний, занимающихся сборкой и тестированием полупроводниковых изделий на условиях аутсорсинга (OSAT). В третьем квартале выручка десяти ведущих компаний OSAT достигла $8,89 млрд, увеличившись в годовом выражении на 31,6%. О расстановке сил на этом рынке и динамике по сравнению с третьим кварталом прошлого года позволяют судить данные в таблице.

Источник.

 

IC Insights определила самых быстрорастущих чипмейкеров

Специалисты аналитической компании IC Insights проанализировали данные за месяцы, прошедшие с начала года и дали прогноз на 2021 год по продажам полупроводниковой продукции, капиталовложениям и рейтингу 25 крупнейших поставщиков по темпам роста продаж.

Согласно прогнозу, в этом году рынок вырастет на 23%, чему способствует изменение поведения потребителей в связи с пандемией и последующим восстановлением экономики. Как утверждается, поставки полупроводниковых изделий в натуральном выражении за год выросли на 20%, а средняя цена продажи — на 3%. Показатель 23% станет вторым по величине приростом на мировом рынке полупроводниковой продукции с 2010 года, когда продажи выросли на 33% после финансового кризиса и глобальной рецессии в 2008 и 2009 годах.

Таблица 3. Первые 25 лидеров продаж полупроводников в 2021 г. по темпам роста (прогноз), млн долл., в т.ч. фаундри-компании

Рейтинг в 2021 г. (прогноз)	Компания	Штаб-квартира	2021/2020 гг.
1	AMD (2)	U.S.	65%
2	MediaTek (2)	Taiwan	60%
3	Nvidia (2)	U.S.	54%
4	Qualcomm (2)	U.S.	51%
5	SMIC (1)	China	39%
6	SK Hynix	South Korea	38%
7	Samsung	South Korea	34%
8	GlobalFoundries (1)	U.S.	34%
9	Renesas (3)	Japan	34%
10	Micron	U.S.	33%
11	NXP	Europe	28%
12	ON Semi	U.S.	27%
13	UMC (1, 3)	Taiwan	26%
14	TI	U.S.	25%
15	TSMC (1)	Taiwan	24%
16	ST	Europe	24%
17	Microchip	U.S.	21%
18	Infineon	Europe	21%
19	Analog Devices (3)	U.S.	20%
20	Apple* (2)	U.S.	17%
21	Kioxia	Japan	15%
22	Broadcom Inc. (2)	U.S.	15%
23	WD/SanDisk	U.S.	12%
24	Intel	U.S.	–1%
25	Sony	Japan	–3%

1. Фаундри.
2. Фаблесс.
3. Включены результаты продаж приобретенной компании в 2020–2021 гг.

Источник: отчеты компаний, база данных Strategic Reviews агентства IC Insights

Больше других от описанной ситуации выиграли компании AMD, MediaTek, Nvidia и Qualcomm, которые за год нарастили продажи на 65, 60, 54 и 51% соответственно. Примечательно, что все они относятся к категории производителей, не имеющих собственного производства. Не менее примечательно, что всего две компании в списке из 25 основных поставщиков полупроводниковой продукции в 2021 году столкнутся с уменьшением продаж. Это компании Intel и Sony.

Ожидается, что успехи в области искусственного интеллекта, технологий машинного обучения и 5G-инфраструктуры обеспечат значительный подъем выручки у AMD, MediaTek, Nvidia и Qualcomm. Вместе с тем у двух ведущих производителей полупроводников — Intel и Sony — прогнозируется снижение оборота.

Среди других факторов, которые способствовали выраженной восходящей динамике в отрасли, аналитики назвали изменение привычной жизни людей в условиях пандемии COVID-19, а также последовавшее за этим восстановление экономики.

Ощутимый подъем ожидается у подавляющего большинства ведущих полупроводниковых компаний, но самого значительного прогресса добьется AMD, выручка которой увеличится на 65%. Близкий результат — рост на 60% — прогнозируется у тайваньского разработчика чипов MediaTek, а американские Nvidia и Qualcomm увеличат оборот более чем на 50%.

В совокупности продажи у этих четырех представительниц сегмента fabless (занимаются лишь разработкой чипов, а производство отдают на аутсорсинг) вырастут с $54,8 млрд в 2020 году до $85,4 млрд в 2021-м, то есть на 56%, или $30,6 млрд. Эта сумма составляет почти треть от прогнозируемой прибавки на глобальном рынке интегральных схем в размере $97,4 млрд, подсчитали в IC Insights.

Неудивительно, что ведущие контрактные производители микросхем TSMC, UMC, GlobalFoundries и SMIC, с которыми сотрудничают fabless-компании, в этом году тоже продемонстрируют существенный подъем — на 24, 26, 34 и 39% соответственно.

В целом из 25 рассмотренных аналитиками чипмейкеров у десяти по итогам 2021 года ожидается рост выручки свыше 30%, а у девяти — на 20% и более. Еще у четверых прибавка составит от 12 до 20%.

Впрочем, как это неудивительно в условиях двузначных темпов роста в отрасли, у двух чипмейкеров, один из которых — второй по величине поставщик полупроводников Intel, а другой — лидер сегмента датчиков изображения Sony, в этом году будет зарегистрировано сокращение продаж на 1 и 3% соответственно.

Источник.

 

Рынок NAND Flash в III квартале 2021 года вырос на 15%

Аналитики TrendForce зарегистрировали поквартальный рост выручки на мировом рынке памяти NAND Flash. В июле–сентябре 2021 года продажи этой продукции принесли свыше $18,8 млрд, что на 15% показателей предыдущей четверти. Подъему способствовал спрос на флэш-память со стороны производителей смартфонов и поставщиков серверного оборудования для дата-центров.

Положительная поквартальная динамика наблюдалась у всех ведущих участников отрасли. Лидер рынка Samsung увеличил выручку на 16,5%, заработав на поставках NAND Flash более $6,5 млрд или 34,5% от совокупного результата. Подъем произошел на фоне 10-процентного подорожания флэш-памяти Samsung и 5-процентного увеличения поставок в битах.

Таблица 4. Рейтинг продаж лучших производителей флэш-памяти NAND в III кв. 2021 г., млн долл. США

Компания	Доход		Доля рынка
	III кв. 2021 г.	кв./кв., %	III кв. 2021 г.	II кв. 2021 г.
Samsung	6510,0	16,5%	34,5%	34,0%
Kioxia	3638,5	20,8%	19,3%	18,3%
SK Hynix	2544,0	25,6%	13,5%	12,3%
WDC	2490,0	2,9%	13,2%	14,7%
Micron	1971,0	8,8%	10,4%	11,0%
Intel	1105,0	0,6%	5,9%	6,7%
Др. компании	620,6	33,6%	3,3%	2,8%
Всего	18879,1	15,0%	100,0%	100,0%

Прим. 1. II кв. 2021 г. USD/JPY = 1:109,4; USD/KRW = 1:1121,3.

Прим. 2. III кв. 2021 г. USD/JPY = 1:110,1; USD/KRW = 1:1160,1.

Прим. 3. Выручка от продаж SSD-накопителей серии Optane не учитывается в доходах Intel с I кв. 2021 г. в соответствии с решением этой компании.

Источник: TrendForce, ноябрь, 2021 г.

Еще более выраженным рост поставок в битах был у Kioxia. Благодаря поквартальной прибавке на 15%, а также подорожанию чипов на 4%, выручка у второго по величине игрока поднялась на 20,8% и превысила $3,6 млрд. В TrendForce отметили, что это лучший результат Kioxia на рынке флэш-памяти, с учетом которого долевой показатель вендора достиг 19,3%.

Сильнее всего среди производителей NAND Flash поставки этой продукции в битах увеличились у SK Hynix — более чем на 20% по сравнению со вторым кварталом. Плюс к этому средняя продажная цена (ASP) флэш-памяти SK Hynix поднялась примерно на 5%, что позволило компании нарастить выручку на 25,6%, до $2,54 млрд.

Вместе с тем столь успешным минувший квартал был не для всех поставщиков NAND Flash. Например, у Western Digital отгрузки чипов в битах поднялись только на 8%, а средняя цена флэш-памяти вовсе упала на 3%. В результате американский вендор увеличил выручку лишь на 2,9%, до $2,5 млрд. При этом рыночная доля WD в указанный период просела с 14,7 до 13,2%.

Однозначный рост продаж флэш-памяти по итогам четверти показала и компания Micron — ее выручка от этой продукции поднялась на 8,8%, до $1,97 млрд. Аналитики связывают это со скромной прибавкой в поставках чипов (+4% по сравнению с предыдущим кварталом), хотя рост средней цены флэш-памяти Micron не отставал от показателей других игроков.

В TrendForce предупредили, что выраженная восходящая динамика, которая наблюдалась в отрасли на протяжении предыдущих периодов, в финальном квартале 2021 года может оборваться. Специалисты пояснили, что по сравнению с другими полупроводниковыми компонентами, которые сегодня в дефиците, у производителей электроники наблюдается избыток флэш-памяти. С учетом этого ожидается, что вендоры будут сокращать запасы NAND Flash, способствуя снижению цен на эти чипы и выручки производителей.

Источник.

 

Российский рынок

Власти дадут Зеленоградскому нанотехнологическому центру 5,7 млрд на создание технологии уровня 130–65 нм

Минпромторг профинансирует разработку отечественного оборудования для производства чипов по топологии 130–65 нм до 2026 года, которая считалась передовой почти два десятка лет назад. На эти цели выделено 5,7 млрд руб., которые достанутся Зеленоградскому нанотехнологическому центру — других желающих не нашлось.

Минпромторг России провел конкурс на разработку отечественной установки для печати микросхем на кремниевых пластинах в соответствии с технологическими процессами 130–65 нм. Победу в нем одержал единственный претендент — Зеленоградский нанотехнологический центр (ЗНТЦ), следует из конкурсной документации, опубликованной на официальном сайте Единой информационной системы в сфере закупок (zakupki.gov.ru).

Финальная стоимость контракта составила 5,7 млрд руб., на 200 млн руб. меньше первоначальной. Итоги тендера были подведены 18 ноября 2021 года, первым внимание на них обратил «Коммерсант».

Согласно тендерной документации, фотолитографическая машина должна состоять из специального оптического устройства, в том числе системы загрузки фотошаблонов, камеры с высокой точностью стабилизации температуры и программного обеспечения (ПО). Срок выполнения работ — ноябрь 2026 года. Основанием для выполнения опытно-конструкторских работ названа государственная программа «Развитие электронной и радиоэлектронной промышленности».

Одним из ключевых компонентов оборудования должен стать отечественный лазер, пояснил в разговоре с «Коммерсантом» генеральный директор ЗНТЦ Анатолий Ковалев. Возглавляемая им компания рассматривает сразу несколько партнеров.

Как отмечает исполнительный директор Ассоциации разработчиков и производителей электроники Иван Покровский, технология 130–65 нм, несмотря на свой внушительный возраст, все еще востребована на российском рынке. Она, в частности, применяется при производстве современных микроконтроллеров и периферийных микросхем. Такие полупроводниковые изделия используются в автомобильной электронике, устройствах «Интернета вещей» (например, счетчики электроэнергии), кассовом оборудовании.

По мнению эксперта, поставленная Минпромторгом задача выполнима, но потребует совместных усилий отечественных предприятий. Тем не менее об обретении полной независимости радиоэлектронной отрасли от импорта говорить не приходится, даже в случае успеха мероприятия, — России еще долгие годы придется приобретать фоторезист и кремниевые пластины в США, Франции и Японии, считает Покровский.

По данным источника «Коммерсанта», близкого к Минпромторгу, в России не выпускается оборудование для фотолитографии, а его приобретение за рубежом затрудняют санкции. Самая прогрессивная топология, освоенная отечественными производителями полупроводников, — 90 нм.

В феврале 2014 года зеленоградская компания «Микрон» объявила о готовности тестовых образцов микросхем, созданных по технологии 65 нм. Сообщалось, что в технологическом процессе 65-нм производства «Микрона» используется ультрафиолетовая фотолитография с длиной волны излучений 193 нм, которая применяется для серийного выпуска 90-нм чипов (Intel освоила эту технологию в начале нулевых годов).

Внедрение 65-нм техпроцесса в производство чипов стартовало в середине нулевых. Тестовые образцы полупроводниковых пластин, выполненные по данной топологии, в 2004 году получили японские Toshiba и Fujitsu. К 2005 году технологию освоила тайваньская TSMC.

В 2006 году американская Intel начала массовый выпуск своих 65-нм процессоров семейств Core, Pentium 4 и D, Xeon. В 2007 году к ней присоединилась AMD с Athlon и Thurion 64, а также серией Phenom.

По состоянию на ноябрь 2021 года самым продвинутым техпроцессом, по которому Intel массово выпускает чипы, стала10-нм технология. 12-е поколение процессоров Core (Alder Lake) корпорация представила в конце октября 2021-го. Их производительность в сравнении с предыдущим поколением выросла в среднем на 19%, а в некоторых задачах –— более чем на 30%.

Самые передовые процессоры в плане выбора техпроцесса производит TSMC. В частности, по заказу Apple фабрика по топологии 5 нм выпускает чипы A15 для новейших iPhone 13 и даже 4 нм для выпущенного на днях процессора MediaTek Dimensity 9000.

Источник.

 

ТЕХНОЛОГИИ

---

В Японии создали идеальную пленку для теоретически стопроцентной спиновой поляризации электронов

Ученые исследуют магнитные и проводящие свойства тонких пленок магнетита, потому что это материал с теоретически предсказанной стопроцентной спиновой поляризацией электронов. Он нужен для электронных устройств, где используется чистый спиновый ток, более эффективный аналог электрического тока.

В Университете Осаки (Япония) усовершенствовали ультратонкую пленку магнетита — минерала черного цвета из класса оксидов, используемого в электронике.

Ее изготовили на кристаллической поверхности, обработали оригинальной высокоточной технологией полировки и получили идеальную поверхность. За счет уменьшения количества дефектов на подложке ученые достигли превосходных переходных свойств, присущих магнетиту. Раньше это было сложно сделать именно из-за несовершенства верхнего слоя пленки.

«Однородность и свойства тонких пленок зависят от совершенства подложки, — объясняет ведущий автор исследования Ай Осака. — Традиционные технологии подготовки монокристаллических подложек жертвуют кристалличностью для оптимизации плоскости, но это ограничивает производительность пленки».

Исследователи использовали метод химической полировки (CARE) для подготовки атомарно плоской подложки из оксида магния. Магнетит на сверхгладкой подложке отличается превосходной кристалличностью и проводящими свойствами по сравнению с магнетитом, нанесенным на обычную подложку.

Эти результаты важны для развития квантовых вычислений.

Источник.

 

В Канаде придумали простую технологию создания лазеров на кремнии — это потенциальный прорыв в кремниевой фотонике

Кремний не лучший материал для создания полупроводниковых лазеров. Но он остается самым недорогим и доступным сырьем для производства микросхем. Улучшить характеристики лазеров и сохранить простоту обработки кремниевых пластин — давняя мечта для продвижения кремниевой фотоники, ведь дальнейшее повышение пропускной способности и производительности процессоров и ускорителей без оптики в чипах представляется сложным и неэффективным.

Неожиданный прорыв в деле простого и доступного для современных технологий производства лазеров на кремниевой подложке совершила аспирантка Хадиджа Миараббас Киани (Khadijeh Miarabbas Kiani) из канадского государственного Университета Макмастерa. Идея изобретения полностью принадлежит ей, как и основные шаги на пути к эксперименту. Поэтому Хадиджа стала ведущим автором статьи по проекту, которая была опубликована в издании Laser & Photonics Reviews.

Современные полупроводниковые лазеры представляют собой сложные многокомпонентные гетерогенные структуры, в которых кремний не используется для испускания фотонов. Хадиджа придумала кремниевую структуру, которая сама становится высокоэффективным источником фотонов. Фактически она спроектировала оптический резонатор без привлечения дорогостоящих соединений и сложных техпроцессов.

Резонатор представляет собой миниатюрный вытравленный в кремниевой подложке диск с сужающимся зазором между ним и соседней рельефной кремниевой структурой. С помощью одноэтапного напыления на диск и соседние поверхности наносится пленка теллурита, легированного тулием. Пленка из этих редкоземельных материалов усиливает оптический сигнал от резонатора и превращает структуру в эффективный источник фотонов. Техпроцесс, как видим, очень и очень простой, если его сравнивать с тем, как лазеры производятся сегодня.

Подробнее.

 

Samsung создала пробную версию 6G со скоростью в 50 раз выше, чем 5G

Американский исследовательский центр Samsung (SRA) недавно обратился в Федеральную комиссию по связи (FCC) за лицензией на пробную частоту и получил одобрение. Samsung Electronics хотела проверить, как будут работать смартфоны с базовыми станциями 6G. Сообщается, что Samsung Electronics использует радиоволны с полосой пропускания 133–148 ГГц в американской лаборатории в Техасе.

Стоит упомянуть, что в июне этого года Samsung Electronics и Калифорнийский университет Санта-Барбары (UCSB) успешно продемонстрировали прототип системы беспроводной связи 6G. В этот раз реализована передача данных на расстоянии 15 метров со скоростью передачи 6,2 Гбит/с. Прототип системы имеет частоту 140 ГГц и полосу пропускания 2 ГГц.

Samsung прогнозирует, что 6G обеспечит пиковую скорость передачи данных в 50 раз выше, чем 5G. Samsung заявила, что ранняя коммерциализация стандарта 6G может произойти в 2028 году, а полноценный запуск для всех пользователей запланирован на 2030 год.

Свежие данные показали, что за первые девять месяцев 2021 года Samsung Electronics потратила рекордную сумму на научные исследования и разработки (НИОКР или R&D). Это свидетельствует о предпринимаемых южнокорейским вендором усилиях по расширению своего глобального присутствия в условиях растущей конкуренции со стороны зарубежных соперников, передает Yonhap News.

Как выяснилось из ежеквартального отчета компании, с января по сентябрь 2021 года Samsung направила на НИОКР в общей сложности 16,19 трлн вон ($13,73 млрд). По сравнению с прошлогодним уровнем объем R&D-инвестиций увеличился почти на 300 млрд вон ($254 млн). Показатель стал самым высоким за историю компании в рассматриваемый период.

Ожидается, что по итогам всего 2021 года расходы компании на НИОКР будут рекордными. Корейского издание Pulse отмечает, что последние несколько лет R&D-бюджет Samsung неуклонно растет: в 2017 году он составлял 16,8 трлн вон ($14,2 млрд), в 2018-м — 18,7 трлн вон ($15,9 млрд), в 2019-м — 20,2 трлн вон ($17,1 млрд), а в 2020 году — 21,2 трлн вон ($около 18 млрд).

В Samsung подсчитали, что с начала текущего года капитальные расходы компании достигли 33,5 трлн вон ($28,4 млрд). Из этой суммы примерно 30 трлн вон (более долларов 25 млрд) было направлено в расширение полупроводниковых мощностей, а 2,1 трлн вон (долларов 1,8 млрд) компания вложила в производство дисплейной продукции.

Источник.

 

Новые наноантенны могут обеспечить практическую реализацию безопасных кантовых коммуникаций на дальние расстояния

Информация в классических компьютерах кодируется последовательностью 1 и 0, что реализуется при помощи достаточно простых электронных методов. Также такая кодировка информации достаточно проста для создания устройств-повторителей, которые усиливают сигналы и позволяют ретранслировать информацию на большие расстояния. Квантовая же информация передается при помощи более сложных явлений, таких как поляризация фотонов света или спин электрона, и для обеспечения передачи квантовой информации на большие расстояния требуются, соответственно, более сложные методы.

В качестве устройств, которые способны хранить и передавать квантовую информацию и которые могут стать основой будущих квантовых ретрансляторов, уже достаточно давно рассматриваются так называемые квантовые точки — микроскопические устройства из полупроводниковых материалов. Но практическое использование квантовых точек в этих целях еще далеко от области практического применения из-за крайне низкой эффективности преобразования квантовой информации, заключенной в фотонах, в информацию, заключенную в электронах. Но недавно группе исследователей из университета Осаки удалось увеличить упомянутую эффективность при помощи металлической наноструктуры, своего рода наноантенны, что в теории может существенно облегчить создание квантовых коммуникационных систем и систем распределенной обработки квантовой информации.

«Эффективность преобразования единичных фотонов в единичные электроны в квантовых точках из арсенида галлия, широко используемого полупроводникового материала, в настоящее время очень и очень низка, — пишут исследователи. — Для преодоления этого ограничения мы разработали наноантенну, состоящую из череды крошечных концентрических золотых колец, своего рода плоскую нанолинзу Френеля, которая позволяет фокусировать свет на единственной квантовой точке. Это, в свою очередь, позволяет получить электрический сигнал, который поддается считыванию, усилению и дальнейшей обработке».

За счет использования наноантенны исследователи добились девятикратного увеличения процесса поглощения фотонов квантовой точкой. Появление избыточных электронов уже дало минимально допустимое напряжение, некоторые параметры которого были отражением квантовой информации, заключенной в фотонах.

«Теоретические расчеты показывают, что используя такой подход, мы сможем получить 25-кратное увеличение эффективности поглощения фотонов, — пишут исследователи. — Для этого нам потребуется более точное выравнивание источника света и более точное изготовление крошечных элементов наноантенны».

После проведения модернизации технологии наноантенн в нашем распоряжении появится нанофотонное устройство, которое может стать основой будущих квантовых коммуникационных сетей и вычислительных устройств. И вполне вероятно, что технологии, построенные на подобных принципах, позволят в будущем с легкостью манипулировать такими абстрактными физическими понятиями, как квантовая запутанность и состояние квантовой суперпозиции.

Источник.

 

В ЛЭТИ узнали, как улучшить работу СВЧ-приборов

Устройство, разработанное на основе многослойной структуры сегнетоэлектрик, — карбид кремния, может повысить эффективность работы сверхвысокочастотных систем.

В основе работы радиолокационных и телекоммуникационных систем лежат технологии сверхвысокочастотной электроники (СВЧ). На данный момент СВЧ-приборы на основе полупроводниковых и ферритовых материалов, используемые в этих системах, обладают рядом недостатков.

Среди них — большие энергетические потери, низкое быстродействие и высокое энергопотребление. Поэтому поиск альтернативных материалов с новыми свойствами и технологий, обеспечивающих улучшение рабочих параметров элементной базы СВЧ-электроники, — актуальная научная задача.

Одним из путей решения существующей проблемы несовершенства компонентной базы для СВЧ-применений можно назвать использование сегнетоэлектрических материалов, превосходящих по ряду электрофизических характеристик как полупроводники, так и ферриты.

В ходе выполнения проекта учеными разработан сегнетоэлектрический фазовращатель — сверхвысокочастотный элемент, способный управлять фазой СВЧ-сигнала за счет изменения диэлектрической проницаемости сегнетоэлектрика под действием электрического поля. Прибор представляет собой многослойную структуру, состоящую из сегнетоэлектрических и проводящих слоев на подложке карбида кремния, и рассчитан на работу при высоких уровнях СВЧ-мощности.

«Преимуществом разработанного нами фазовращателя является использование подложки карбида кремния — материала с высокой теплопроводностью, что позволяет повысить рабочую мощность устройства и избежать его перегрева», — рассказал ассистент кафедры ФЭТ Евгений Николаевич Сапего. Экспериментальный образец фазовращателя уже создан, и ведутся исследования его электрофизических и мощностных характеристик совместно с коллегами компании RODE & SHWARZ

Источник.

 

IBM показала, как будут выглядеть квантовые компьютеры и машинные залы ближайшего будущего

 

Представлен первый в мире экран для смартфона, который может изгибаться на 360 градусов. Такое устройство может выпустить Xiaomi

Сегодня в Шэньчжэне прошла глобальная экологическая конференция TCL Huaxing 2021 года, на которой компания продемонстрировала прототип смартфона с особенным 8,01-дюймовым складным AMOLED-экраном разрешением 2480×1860 пикселей.

Уникальным этот экран делает передовая технология складывания и раскладывания, а также самокомпенсирующаяся петля, которая позволяет изгибать экран на 360°. Дисплей успешно прошел 200 000 циклов испытаний на изгиб.

В разложенном состоянии он может использоваться как небольшой планшет, а в сложенном — предлагать как огибающий вокруг корпуса экран, если сложить его таким образом, так и полностью спрятанный дисплей внутри. Кроме того, дисплей поддерживает активный стилус, который справляется с распознаванием рисунков и рукописного текста.

Сообщается, что первой компанией такое устройство может выпустить Xiaomi. Дело в том, что Xiaomi является давним партнером TCL Huaxing в области дисплеев малого, среднего и большого размера. Обе стороны совместно разработали и выпустили различные мобильные телефоны, включая Xiaomi Mix 4 и Xiaomi Mix Fold. Вполне вероятно, именно этой особенностью будет выделяться на фоне конкурентов новый сгибающийся смартфон Xiaomi Mix Fold 2.

На этой конференции Джин Минчжи, старший вице-президент TCL Technology Group и генеральный директор TCL China Star Optoelectronics, отметил, что в следующие пять лет TCL China Star инвестирует более $10 млрд, чтобы повысить конкурентоспособность китайской индустрии дисплеев и стать одним из мировых лидеров.

Источник.

 

Получен самый чистый в мире образец полупроводникового материала, который позволяет пролить свет на некоторые загадки в поведении электронов

Исследователи из Принстонского университета получили самый чистый на сегодня образец одного из полупроводниковых материалов — арсенида галлия, материала, лежащего в основе таких технологий, как сотовая связь, космическая электроника и т. п. Количество примесей в полученном образце не превышает одного атома примеси на каждые 10 млрд атомов материала, и уровень чистоты этого образца превышает уровень чистоты самого чистого кремния, из которого изготовлен нынешний эталон одного килограмма. А чип из сверхчистого арсенида галлия, размером в несколько миллиметров, уже позволили ученым увидеть воочию и изучить некоторые аспекты загадочного поведения электронов.

Для использования чипа в своих экспериментах ученые нанесли на его поверхность несколько токопроводящих электродов, охладили его до сверхнизких температур, «окутали» его сверхмощными магнитными полями и пропустили через него электрический ток. После этого, изменяя напряженность магнитного поля и силу проходящего через материал электрического тока, ученые обнаружили целую серию удивительных эффектов, некоторые из них попали в поле зрения ученых в первый раз за всю историю науки.

В ходе экспериментов было установлено, что некоторые вещи, являющиеся проявлениями еще неизвестных аспектов физики, могут наблюдаться в сверхчистом материале под воздействием намного более слабых магнитных полей, чем считалось ранее. Это, в свою очередь, позволит проводить изучение таких явлений в большем количестве лабораторий во всем мире.

Наиболее удивительным открытием стало то, что электроны, движущиеся в среде сверхчистого арсенида галлия, при некоторых условиях выровнялись и сформировали структуру наподобие кристаллической решетки. Такая электронная структура, известная под названием кристалла Вигнера, возникала ранее под воздействием магнитных полей силой не менее 14 Тл, но в данном случае такой кристалл сформировался при силе магнитного поля менее 1 Тл.

Также ученые зарегистрировали в среде сверхчистого 80-процентное увеличение количества и амплитуды колебаний электрического сопротивления системы в целом и гораздо большее по величине проявление так называемого дробного квантового эффекта Холла (fractional quantum Hall effect). Отметим, что данный эффект был впервые обнаружен Дэниелом Цуем (Daniel Tsui), профессором Принстонского университета, который стал в свое время Нобелевским лауреатом по физике за сделанное открытие.

Некоторые из других зарегистрированных явлений представляют собой проявление какой-то совершенно иной физики, не имеющей на сегодня даже теоретического основания, которая, как подозревают ученые, тесно связана с таинственным миром квантовых явлений.

Источник.