ایده‌ شرکت Axiom Space برای تولید نیمه‌هادی‌ها در فضا

شرکت آمریکایی Axiom Space ایده‌ای نوآورانه برای تولید مواد مورد نیاز در ساخت نیمه‌هادی‌ها در مدار پایینی زمین (LEO) مطرح کرده است.

به گزارش تک‌ناک، این شرکت که در زمینه مأموریت‌های فضایی تخصص دارد و تنها شرکت تجاری با ماژول‌های متصل به ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) است، این پیشنهاد را در بازدید اخیر خود از تایوان به صنایع نیمه‌هادی ارائه کرد.

به گفته دکتر Koichi Wakata، مدیر ارشد فناوری Axiom در منطقه آسیا-اقیانوسیه و فرمانده سابق ISS، محیط میکروگرانش و شرایط خلا موجود در مدار پایینی زمین، می‌توانند کیفیت تولید مواد مورد نیاز نیمه‌هادی‌ها را ارتقا دهند.

او توضیح داد که این شرایط، رشد کریستال‌های بدون نقص را امکان‌پذیر و مواد باکیفیتی تولید می‌کنند، که به دلیل محدودیت‌های گرانشی و ناخالصی‌های جوی روی زمین قابل دستیابی نیستند.

Divya Panchanathan، رئیس جهانی تجاری‌سازی نیمه‌هادی‌ها در Axiom بیان کرد که گرانش زمین باعث ایجاد نقص در ساختار کریستال‌ها می‌شود، در حالی که میکروگرانش موجود در فضا، امکان رشد یکنواخت‌تر و تولید کریستال‌ها با عملکرد بهتر را فراهم می‌کند. همچنین او به نقش خلا فضا در کاهش آلودگی و امکان پردازش بدون تماس اشاره کرد، که باعث تولید ویفرهای بزرگ‌تر و باکیفیت‌تر می‌شود.

برنامه آزمایش و تولید در فضا

شرکت Axiom پیشنهاد همکاری با شرکت‌های تایوانی برای اجرای آزمایش‌های اولیه در ISS را داده است. این شرکت قصد دارد تولید نیمه‌هادی‌ها را تا سال ۲۰۳۰ به ایستگاه تجاری خود منتقل کند. برنامه این شرکت شامل آزمایش در مقیاس کوچک و انتقال به تولید انبوه در ماژول‌های فضایی اختصاصی خواهد بود.

اگرچه جزئیات مربوط به نوع مواد مورد استفاده اعلام نشده است، اما گمان می‌رود که این مواد شامل سیلیکون، نیترید گالیم (GaN) و آرسنید گالیم (GaAs) باشند، که برای ساخت تراشه‌ها ضروری هستند. این مواد به دلیل حساسیت بالا به ناخالصی و نقص‌های ساختاری، در محیط میکروگرانش فضا به کیفیت بالاتری دست می‌یابند.

چالش‌های عملی و هزینه‌ها

تولید در فضا با چالش‌های هزینه‌ای قابل‌ توجهی روبه‌رو است. در حال حاضر، ارسال هر کیلوگرم مواد به فضا حدود ۳۰۰۰ دلار هزینه دارد، اما انتظار می‌رود با استفاده از سیستم‌های پرتاب Falcon Heavy این هزینه به ۲۰۰۰ دلار کاهش یابد. حتی با وجود این کاهش، هزینه تولید ویفرها در فضا ممکن است از نظر اقتصادی به‌صرفه نباشد.

صنعت نیمه‌هادی طی دهه‌های گذشته فرایندهای تولید روی زمین را بهینه کرده است و در حال حاضر تولیدکنندگان با تعادل بین کیفیت و هزینه راضی هستند.

با وجود این، در آینده و با نیاز به فناوری‌های پیشرفته‌تر مانند فرایندهای زیر آنگستروم، ممکن است تولید ویفرهای فوق‌العاده خالص در فضا توجیه اقتصادی پیدا کند.

چشم‌انداز آینده تولید نیمه‌هادی‌ها

شرکت Axiom Space بر این باور است که همکاری با صنایع تایوانی می‌تواند به توسعه فناوری‌های مورد نیاز برای این هدف کمک کند. با وجود این، به احتمال زیاد تا زمانی که تکنیک‌های تولید روی زمین در محیط‌های بهینه‌سازی‌شده پیشرفت نمایند، تولید در مدار پایینی زمین تنها در موارد خاص و برای محصولات با حساسیت بالا مورد استفاده قرار خواهد گرفت.