Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Udało się znaleźć półprzewodnik idealny?
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Akumulator litowo-jonowy z krzemem w anodzie wyprodukowany przez firmę Enovix, to prawdopodobnie najbardziej pojemny akumulator dla smartfonów. Producent już dostarczył swoje urządzenia jednemu z wiodących producentów smartfonów. Rynkowy debiut zaplanowany jest jeszcze na bieżący rok.
W anodzie akumulatorów litowo-jonowych stosuje się głównie grafit. Jednak naukowcy od lat próbują użyć tam krzemu, którego teoretyczna gęstość energii jest 10-krotnie większa. Różnica pomiędzy grafitem a krzemem w akumulatorach polega na tym, ze grafit wypełnia luki w strukturze litu. Krzem zaś łączy się z litem, tworząc nowy materiał. Dzięki temu podczas ładowania w anodzie może znajdować się więcej litu. A gdy akumulator się rozładowuje, krzem wraca do swojej pierwotnej formy.
Problem jednak w tym, że podczas ładowania krzem puchnie, prowadząc do pęknięcia akumulatora. Enovix twierdzi, że poradziła sobie z tym problemem. Firma zaprezentowała akumulator AI-1, który w testach wewnętrznych osiągnął gęstość energii przekraczającą 900 Wh/l. To około 20% więcej, niż najlepsze akumulatory dostępne na rynku.
Enovix informuje, że bateria AI-1 może przechowywać 7350 mAh, w ciągu 5 minut można ją załadować do 20% pojemności, a 50% pojemności osiąga w ciągu 15 minut. Firma poradziła sobie z puchnięciem krzemu stosując w anodzie niezwykle cienkie paski z krzemu. Są one układane tak, że krzem puchnie tylko wzdłuż cieńszej krawędzi, a generowana w tym procesie siła jest na tyle mała, że pęknięciu akumulatora można zapobiec zamykając go w metalowej obudowie.
Przedstawiciele firmy zapewniają, że to dopiero początek, a ich akumulatory można będzie znacząco udoskonalić.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Intel ogłosił, że wybuduje w Polsce supernowoczesny zakład integracji i testowania półprzewodników. Stanie on w Miękini pod Wrocławiem, a koncern ma zamiar zainwestować w jego stworzenie do 4,6 miliarda dolarów. Inwestycja w Polsce to część obecnych i przyszłych planów Intela dotyczących Europy. Firma ma już fabrykę półprzewodników w Leixlip w Irlandii i planuje budowę drugiej w Magdeburgu w Niemczech. W sumie Intel chce zainwestować 33 miliardy euro w fabrykę w Niemczech, zakład badawczo-rozwojowo-projektowy we Francji oraz podobne przedsięwzięcia we Włoszech, Hiszpanii i Polsce.
Zakład w Polsce ma rozpocząć pracę w 2027 roku. Zatrudnienie znajdzie w nim około 2000 osób, jednak inwestycja pomyślana została tak, by w razie potrzeby można było ją rozbudować. Koncern już przystąpił do realizacji fazy projektowania i planowania budowy, na jej rozpoczęcie będzie musiała wyrazić zgodę Unia Europejska.
Intel już działa w Polsce i kraj ten jest dobrze przygotowany do współpracy z naszymi fabrykami w Irlandii i Niemczech. To jednocześnie kraj bardzo konkurencyjny pod względem kosztów, w którym istnieje solidna baza utalentowanych pracowników, stwierdził dyrektor wykonawczy Intela, Pat Gelsinger. Przedstawiciele koncernu stwierdzili, że Polskę wybrali między innymi ze względu na istniejącą infrastrukturę, odpowiednio przygotowaną siłę roboczą oraz świetne warunki do prowadzenia biznesu.
Zakład w Miękini będzie ściśle współpracował z fabryką w Irlandii i planowaną fabryką w Niemczech. Będą do niego trafiały plastry krzemowe z naniesionymi elementami elektronicznymi układów scalonych. W polskim zakładzie będą one cięte na pojedyncze układy scalone, składane w gotowe chipy oraz testowane pod kątem wydajności i jakości. Stąd też będą trafiały do odbiorców. Przedsiębiorstwo będzie też w stanie pracować z indywidualnymi chipami otrzymanymi od zleceniodawcy i składać je w końcowy produkt. Będzie mogło pracować z plastrami i chipami Intela, Intel Foundry Services i innych fabryk.
Intel nie ujawnił, jaką kwotę wsparcia z publicznych pieniędzy otrzyma od polskiego rządu. Wiemy na przykład, że koncern wciąż prowadzi negocjacje z rządem w Berlinie w sprawie dotacji do budowy fabryki w Magdeburgu. Ma być ona warta 17 miliardów euro, a Intel początkowo negocjował kwotę 6,8 miliarda euro wsparcia, ostatnio zaś niemieckie media doniosły, że firma jest bliska podpisania z Berlinem porozumienia o 9,9 miliardach euro dofinansowania. Pat Gelsinger przyznał, że Polska miała nieco więcej chęci na inwestycję Intela niż inne kraje.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Grupa japońskich naukowców z Kyoto University wykorzystała eksplozje do wyprodukowania... najmniejszych diamentowych termometrów, które można będzie wykorzystać do bezpiecznych pomiarów różnic temperatury w pojedynczej żywej komórce.
Gdy w sieci krystalicznej diamentu dwa sąsiadujące atomy węgla zostaną zastąpione pojedynczym atomem krzemu, pojawia się optycznie aktywne miejsce, zwane centrum krzem-wakancja (silicon-vacancy center, SiV). Od niedawna wiemy, że takie miejsca są obiecującym narzędziem do pomiaru temperatur w skali nanometrów. Atom krzemu, gdy zostanie wzbudzony laserem, zaczyna jasno świecić w wąskim zakresie światła widzialnego lub bliskiej podczerwieni, a kolor tego światła zmienia się liniowo w zależności od temperatury otoczenia diamentu.
Zjawisko to jest bezpieczne dla żywych organizmów, nawet dla bardzo delikatnych struktur. To zaś oznacza, że można je wykorzystać podczas bardzo złożonych badań nad strukturami biologicznymi, np. podczas badania procesów biochemicznych wewnątrz komórki. Problem stanowi jednak sam rozmiar nanodiamentów. Uzyskuje się je obecnie różnymi technikami, w tym za pomocą osadzania z fazy gazowej, jednak dotychczas potrafiliśmy uzyskać nanodiamenty o wielkości około 200 nm. Są one na tyle duże, że mogą uszkadzać struktury wewnątrzkomórkowe.
Norikazu Mizuochi i jego zespół opracowali technikę pozyskiwania 10-krotnie mniejszych niż dotychczas nanodiamentów SiV. Japońscy naukowcy najpierw wymieszali krzem ze starannie dobraną mieszaniną materiałów wybuchowych. Następnie, w atmosferze wypełnionej CO2, dokonali eksplozji. Później zaś przystąpili do wieloetapowej pracy z materiałem, który pozostał po eksplozji. Najpierw za pomocą kwasu usunęli sadzę i metaliczne zanieczyszczenia, następnie rozcieńczyli i wypłukali uzyskany materiał w wodzie dejonizowanej, w końcu zaś pokryli uzyskane nanodiamenty biokompatybilnym polimerem. Na końcu za pomocą wirówki usunęli wszystkie większe nanodiamenty. W ten sposób uzyskali jednorodny zbiór sferycznych nanodiamentów SiV o średniej średnicy 20 nm. To najmniejsze wyprodukowane nanodiamenty SiV.
Mizouchi wraz z kolegami przeprowadzili serię eksperymentów, podczas których wykazali, że ich nanodiamenty pozwalają na precyzyjne pomiary temperatury w zakresie od 22 do 40,5 stopnia Celsjusza. Zakres ten obejmuje temperatury wewnątrz większości organizmów żywych. To zaś otwiera nowe możliwości badań struktur wewnątrzkomórkowych. Japończycy zapowiadają, że rozpoczynają prace nad zwiększeniem liczby SiV w pojedynczym nanodiamencie, co ma pozwolić na uzyskanie jeszcze większej precyzji pomiaru. Dzięki temu – mają nadzieję – w przyszłości można będzie badać poszczególne organelle.
Szczegóły badań zostały opisane na łamach Carbon.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Najnowszy numer Nature przynosi przełomowe informacje na temat praktycznego wykorzystania komputerów kwantowych. Naukowcy z Uniwersytetu Nowej Południowej Walii (UNSW) wykazali, że możliwe jest stworzenie niemal wolnego od błędów krzemowego procesora kwantowego. Dzisiejsza publikacja pokazuje, że obliczenia przeprowadzane przez nasz procesor były w ponad 99% wolne od błędów. Gdy odsetek błędów jest tak mały, możliwym staje się ich wykrywanie i korygowanie w czasie rzeczywistym. A to oznacza, że można wybudować skalowalny komputer kwantowy wykonujący wiarygodne obliczenia, wyjaśnia profesor Andrea Morello z UNSW.
Morello stoi na czele zespołu złożonego z naukowców z Australii, USA, Japonii i Egiptu. Ich celem jest zbudowanie uniwersalnego komputera kwantowego, czyli maszyny, której możliwości obliczeniowe nie będą ograniczone do jednego rodzaju zadań. Badania, których wyniki właśnie opublikowaliśmy, to bardzo ważny krok w tym kierunku, podkreśla uczony.
Jednak, co niezwykle ważne, artykuł Morello i jego zespołu to jeden z trzech tekstów z Nature, których autorzy informują o niezależnym od siebie osiągnięciu niskiego odsetka błędów w opartych na krzemie procesorach kwantowych.
Z najnowszego Nature, którego redakcja zdecydowała się na zilustrowanie kwantowego przełomu na okładce, dowiadujemy się, że wiarygodność operacji obliczeniowych na jednym kubicie osiągnięta przez Morello i jego zespół wyniosła 99,95%, a operacji na dwóch kubitach – 99,37%. Niezależnie od nich zespół z holenderskiego Uniwersytetu Technologicznego w Delft, prowadzony przez Lievena Vandersypena osiągnął wiarygodność rzędu 99,87% przy operacjach na jednym kubicie i 99,65% podczas operacji dwukubitowych. W trzecim z artykułów czytamy zaś o pracach naukowców z japońskiego RIKEN, w trakcie których grupa Seigo Taruchy mogła pochwalić się wiarygodnością 99,84% przy działaniach na jednym kubicie i 99,51% przy pracy z dwoma kubitami.
Wydajność procesorów z UNSW i Delft została certyfikowana zaawansowaną metodą gate set tomography opracowaną przez amerykańskie Sandia National Laboratories, a wyniki certyfikacji zostały udostępnione innym grupom badawczym.
Zespół profesora Morello już wcześniej wykazał, że jest w stanie utrzymać kwantową informację w krzemie przez 35 sekund. W świecie kwantowym 35 sekund to wieczność. Dla porównania, słynne nadprzewodzące komputery kwantowe Google'a i IBM-a są w stanie utrzymać taką informację przez około 100 mikrosekund, czyli niemal milion razy krócej, zauważa Morello. Osiągnięto to jednak izolując spiny (kubity) od otoczenia, co z kolei powodowało, że wydaje się niemożliwym, by kubity te mogły wejść ze sobą w interakcje, a więc nie mogły wykonywać obliczeń.
Teraz z artykułu w Nature dowiadujemy się, że udało się pokonać problem izolacji wykorzystując elektron okrążający dwa jądra atomu fosforu.
Gdy masz dwa jądra połączone z tym samym elektronem, może zmusić je do wykonywania operacji kwantowych, stwierdza doktor Mateusz Mądzik, jeden z głównych autorów eksperymentów. Gdy nie operujesz na elektronie, jądra te mogą bezpiecznie przechowywać kwantowe informacje. Teraz jednak mamy możliwość, by jądra wchodziły w interakcje za pośrednictwem elektronu i w ten sposób możemy wykonywać uniwersalne operacje kwantowe, które mogą rozwiązywać każdy rodzaj problemów obliczeniowych, wyjaśnia Mądzik.
Gdy splączemy spiny z elektronem, a następnie możemy elektron ten przesunąć w inne miejsce i splątać go z kolejnymi kubitami, tworzymy w ten sposób duże macierze kubitów zdolnych do przeprowadzania solidnych użytecznych obliczeń, dodaje doktor Serwan Asaad.
Jak podkreśla profesor David Jamieson z University of Melbourne, atomy fosforu zostały wprowadzone do krzemowego procesora za pomocą tej samej metody, jaka jest obecnie używana w przemyśle półprzewodnikowym. To pokazuje, że nasz kwantowy przełom jest kompatybilny z obecnie używanymi technologiami.
Wszystkie obecnie używane komputery wykorzystują systemy korekcji błędów i redundancji danych. Jednak prawa mechaniki kwantowej narzucają ścisłe ograniczenia na sposób korekcji błędów w maszynach kwantowych. Konieczne jest osiągnięcie odsetka błędów poniżej 1%. Dopiero wtedy można zastosować kwantowe protokoły korekcji błędów. Teraz, gdy udało się ten cel osiągnąć, możemy zacząć projektować skalowalne krzemowe procesory kwantowe, zdolne do przeprowadzania użytecznych wiarygodnych obliczeń, wyjaśnia Morello.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Firma Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC), największy na świecie producent układów scalonych na zlecenie, poinformowała, że wybuduje fabrykę półprzewodników w Japonii. To już druga tego typu zapowiedź w ostatnim czasie. Przed kilkoma miesiącami TSMC ogłosiła, że zainwestuje 12 miliardów dolarów w budowę nowej fabryki w Arizonie.
Prace budowlane w Japonii rozpoczną się przyszłym roku, a masowa produkcja chipów ma rozpocząć się w roku 2024. Japoński zakład będzie wyposażony w linie do produkcji w technologii 22 i 28 nanometrów. Będzie więc mniej zaawansowany technologicznie niż fabryka w Arizonie, gdzie powstanie 7-nanometrowa linia technologiczna. W Kraju Kwitnącej Wiśni z taśm produkcyjnych TSMC będą zjeżdżały podzespoły dla produktów konsumenckich, przemysłu samochodowego oraz Internet of Things.
Dyrektor wykonawczy TSMC, C.C. Wei, poinformował, że firma otrzymała pomoc od japońskiego rządu i swoich japońskich klientów. Nie ujawnił wartości inwestycji, ale zrobił to premier Japonii Fumi Kishida, który poinformował parlament, że budowa pochłonie 8,8 miliarda USD, a część kosztów weźmie na siebie rząd.
Japońska prasa dowiedziała się, że fabryka powstanie w prefekturze Kumamoto na zachodzie kraju, na ternie należącym do Sony i w pobliżu fabryki Sony, w której powstają matryce światłoczułe. Taka lokalizacja ma spory sens, gdyż Sony jest największym japońskim klientem TSMC.
Światowy przemysł wciąż ma poważny problem z dostępnością półprzewodników. Niedawno Apple poinformował że najprawdopodobniej będzie zmuszony zmniejszyć tegoroczną produkcję iPhone'ów 13 nawet o 10 milionów sztuk. Do zmniejszenia produkcji została zmuszona też Toyota.
Pandemia z pełną mocą ujawniła, jak bardzo producenci elektroniki z Europy, USA i Japonii są uzależnieni od chińskich, tajwańskich i południowokoreańskich producentów półprzewodników. Rozpoczęto więc działania, które mają zapobiegać tego typu sytuacjom w przyszłości. Sekretarz Handlu USA zaproponowała przeznaczenie 52 miliardów dolarów na badania nad półprzewodnikami i ich produkcję, Europa chce zwiększyć swoje możliwości produkcyjne, podobnie robi też Japonia. Na Uniwersytecie Tokijskim powołano dwie specjalne organizacje – Research Association for Advanced Systems (RAAS) oraz d.lab – których celem będzie ułatwienie wymiany technologicznej. W ramach RAAS, do której wstęp jest ograniczony, firmy takie jak TSMC, Hitachi czy Toppan mogą wymieniać się swoim know-how oraz korzystać z wyników zaawansowanych badań materiałowych, fizycznych i chemicznych prowadzonych na Uniwersytecie Tokijskim.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.