Northrop Grumman отримала $7 млн від DARPA на «алмазні» чипи: нова система охолодження збільшить потужність у 10 разів
·
30.08.2026 23:16
·
3 хвилини читання
Американська військово-промислова корпорація Northrop Grumman уклала контракт із оборонним агентством DARPA на суму $7 млн у межах другої фази програми THREADS. Проєкт спрямований на створення радіочастотних напівпровідників нового покоління з інтегрованим алмазним тепловідводом, здатних працювати за екстремальних навантажень у радарах, комплексах радіоелектронної боротьби (РЕБ) та супутниковому зв’язку.
Вирощування алмазів усередині мікроканалів транзистора
Сучасні високопотужні радіочастотні транзистори на основі нітриду галію (GaN) виділяють колосальну кількість теплової енергії на мікроскопічній площі. Через ризик термічної деградації кристалів військові системи часто змушені працювати істотно нижче за свою фізичну межу.
Замість встановлення стандартних зовнішніх радіаторів інженери Northrop Grumman спільно зі фахівцями Стенфордського університету розробили технологію прямого тепловідведення:
- на зворотному боці напівпровідникової пластини витравлюються мікроскопічні канали;
- безпосередньо всередині цих структур синтезується полікристалічний алмазний шар;
- теплопровідність алмазу за кімнатної температури приблизно у 5 разів перевищує мідь, завдяки чому тепло відводиться від затворів транзисторів миттєво в точці його виникнення.
Результати першої фази та мета 81 Вт/мм
Як повідомляється в офіційному пресрелізі Northrop Grumman, під час випробувань першого етапу (Phase I) інтеграція алмазних мікроструктур дала змогу підвищити щільність радіочастотної потужності в 3,3 раза. На другому етапі компанія має намір потрійнити цей показник, досягши сумарного десятикратного приросту потужності відносно традиційних кремнієвих та GaN-рішень без збільшення фізичних габаритів чипа.
За даними агентства DARPA, програма THREADS (Technologies for Heat Removal in Electronics at the Device Scale) націлена на досягнення питомої щільності потужності до 81 Вт на міліметр ширини затвора в підсилювачах X-діапазону та восьмиразове зниження теплового опору. За розрахунками військових інженерів, такий стрибок ефективності передавачів дасть змогу практично подвоїти радіус дії бортових радіолокаційних станцій.
Сфери застосування: від радарів до супутників
У технічній документації програми DARPA THREADS виділено ключові напрями впровадження алмазних мікросхем:
- активні фазовані антенні решітки (АФАР) для винищувачів і систем ПВО;
- потужні приймально-передавальні модули систем супутникового зв’язку в космосі;
- комплекси спрямованих радіозавад.
У компанії зазначають, що дослідні алмазні захисні елементи для приймачів уже витримали пікове навантаження понад 100 Вт, що вдвічі перевищує межу наявних промислових обмежувачів потужності.
Northrop Grumman інвестує в розробку алмазної мікроелектроніки з 2019 року й розвиває технологію за моделлю відкритого виробничого доступу (open access), надаючи літографічні потужності іншим американським оборонним підрядникам. У перспективі подібні наноалмазні тепловідводи можуть знайти застосування і в цивільному секторі — зокрема, для охолодження кремнієвих кристалів серверних процесорів та прискорювачів обчислень для штучного інтелекту.
