Samsung хорошо знаком со своими потребительскими продуктами, используя которые редко задумываешься о том, что за технологиями стоят исследовательские центры, отдельные проекты и программы финансирования стартапов. Несмотря на то, что прошлый год был одним из самых трудных для компании за последние 4 года, Samsung потратил на исследования и разработки рекордные $16,6 млрд. Эти деньги пошли на финансирование 14 научно-исследовательских центров по всему миру, в том числе одного в Киеве, 7 центров исследований в области ИИ, Передового технологического института Samsung (Samsung), а также отдельных исследовательских проектов и программ. Давайте посмотрим, над какими новыми технологиями мы работаем и какие из них могут изменить наше будущее.
Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT)
В 1987 году компания Samsung основала Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT), основной задачей которого была разработка новых технологий, которые в будущем могут быть использованы в коммерческих целях. Именно в этом институте была создана технология квантового точечного отображения, которая в настоящее время доступна в QLED-телевизорах марки Samsung, а также в системах распознавания изображений, голоса и нейронных сопроцессоров (NPU), используемых в смартфонах компании.
Двухмерные (2D) материалы — это кристаллические материалы с одним слоем атомов и ультратонким наноматериалом с высокой степенью анизотропии (разница в свойствах среды, таких как упругость, электропроводность, теплопроводность, коэффициент преломления и т.д.). Между слоями существуют только силы Ван-дер-Ваальса, т.е. межмолекулярные и межатомные взаимодействия, а не поверхностные состояния или разорванные связи. К типичным 2D материалам относятся металлический графен, дихалькогенид полупроводникового переходного металла (TMD) и черный фосфор (BP), а также гексагональный нитрид Бора (h-BN).
В настоящее время в SAIT исследование 2D-материалов проводится в двух направлениях. Одно из них связано с улучшением характеристик обычных кремниевых устройств. Это требует постоянного уменьшения размеров транзистора при одновременном повышении производительности и снижении энергопотребления. По этой причине графен и h-BN были введены в качестве компонентов существующих кремниевых устройств управления интерфейсом для улучшения производственных процессов и производительности при сниженном сопротивлении. Вторым направлением является разработка концептуального нового устройства в дополнение к кремниевым устройствам, таким как маломощный транзистор с длиной волны менее 5 нм и ИК-режимный оптоэлектронный транзистор.
В случае успеха эти разработки позволят повысить производительность полупроводниковых приборов, а также плотность аккумуляторных батарей. В новых исследованиях SAIT разрабатывает полупроводниковые батареи, в которых жидкий электролит заменяется твердым электролитом, а активный анодный металл удаляется. Это позволяет увеличить емкость батареи на 30% по сравнению с сегодняшним пределом емкости литиевых батарей.
Новый материал для полупроводников
Этим летом ученые Института в сотрудничестве с Национальным институтом науки и техники Ульсана (UNIST) и Кембриджским университетом рассказали об открытии нового 2D материала под названием аморфный нитрид бора (a-BN).
Этот материал состоит из атомов бора и азота с аморфной структурой молекулы. И несмотря на то, что аморфный нитрид бора получается из белого графена, в состав которого входят атомы бора и азота, расположенные в шестиугольной структуре, благодаря своей молекулярной структуре новый материал существенно отличается от него.
По данным SAIT, аморфный нитрид бора имеет лучшую в своем классе ультранизкую диэлектрическую постоянную 1,78 с сильными электрическими и механическими свойствами и может быть использован в качестве изоляционного материала для снижения электрических помех. Также было продемонстрировано, что материал в виде хлопьев можно выращивать при низких температурах, всего 400°C. Поэтому ожидается, что a-BN может использоваться в полупроводниках, таких как DRAM и NAND решения, и особенно в памяти нового поколения для крупномасштабных серверов.
Искусственный интеллект для поиска новых материалов
Одним из перспективных направлений работы компании SAIT стало развитие автономных научно-исследовательских центров, целью которых является обучение искусственному интеллекту для создания новых типов материалов путем отбора и сочетания различных элементов. Это сложная задача для людей, поскольку она требует анализа огромных массивов данных, в то время как ИИ может обрабатывать их с высокой скоростью, находя новые области исследований, о которых современные ученые еще даже не задумывались.
