Десятилетиями производители чипов ускоряли полупроводники, уменьшая размеры транзисторов. Но чем меньше транзистор, тем сложнее контролировать поток электронов — это усиливает утечки, потери энергии и нагрев.
Сингапурский стартап Nexstrom, выращенный акселератором Xora Innovation, предлагает решение: использовать двумерные (2D) материалы вместо кремния. Особенно актуально это на фоне глобального дефицита компонентов, вызванного спросом на дата-центры.
Компания разрабатывает оборудование и процессы, позволяющие фабрикам производить сверхтонкие полупроводники — переходные дихалькогениды металлов (TMD) — прямо на кремниевых пластинах.
TMD не являются буквально двумерными, но их толщина составляет всего несколько атомных слоёв, поэтому их относят к семейству «2D-материалов». Именно эта тонкость привлекает внимание производителей чипов, ищущих способы дальнейшей миниатюризации.
Продукт стартапа под названием North Star предназначен для выращивания TMD прямо на 300-мм (12-дюймовых) пластинах, используемых в коммерческом производстве чипов.
Nexstrom не единственный, кто видит потенциал в 2D-полупроводниках. TSMC, Intel и бельгийский IMEC также разрабатывают способы интеграции 2D-материалов в транзисторы, а такие компании, как AIXTRON и CDimension, занимаются другими этапами производственной цепочки.
Недавно TSMC, ASML и IMEC даже продемонстрировали, как транзисторы на основе 2D-материалов можно использовать в процессе интеграции на 300-мм пластинах.
Nexstrom делает ставку на особенно сложную область — массовое производство этих материалов для полупроводниковой промышленности. Технология компании частично основана на исследованиях её соучредителя и главного научного сотрудника Лэнса Ли, ранее руководившего исследованиями постсиликоновой электроники в TSMC. Ли работает с 2D-материалами с 2012 года.
«В лабораториях можно получить очень качественные материалы, но лишь в очень малом масштабе. Именно этот пробел и устраняет Nexstrom», — рассказал Ли изданию TechCrunch.
Для решения этой задачи компания во вторник объявила о привлечении $12 млн в рамках посевного раунда от Xora, Foothill Ventures и SEEDS. Общий объём инвестиций в стартап достиг $15 млн.
Вместо конкуренции с гигантами вроде TSMC, Samsung и Intel, Nexstrom планирует продавать им свою технологию или работать в партнёрстве. По словам компании, некоторые игроки отрасли уже тестируют образцы её пластин и материалов, хотя названия компаний не раскрываются.
Однако предстоит решить ещё немало проблем, прежде чем такое производство станет массовым — главная из них — стабильное выращивание TMD по всей площади пластины.
«На текущем этапе мы сосредоточены на достижении качества материалов, соответствующего требованиям партнёров. Мы получили подтверждённые результаты на пластинах с использованием нашей 12-дюймовой системы, которая только что установлена. Мы последовательно масштабировались с 2 до 6 дюймов и завершим переход на 8 и 12 дюймов к концу октября», — сообщила гендиректор Nexstrom Фиби Тан.
Средства будут направлены на дальнейшее развитие технологии и приближение оборудования к коммерческому производству, а также на улучшение контроля процессов, расширение команды и программы квалификации с потенциальными клиентами.
Стартап рассчитывает, что его оборудование будет готово для коммерческого производства в период с 2030 по 2035 год.