Siêu phẩm mạnh chưa từng có

Một nhóm chuyên gia nghiên cứu của Trung Quốc cho biết, họ đã chế tạo được một loại chip radar có công suất kỷ lục sử dụng công nghệ bán dẫn.

Con chip cỡ ngón tay có thể tạo ra tín hiệu radar với công suất cực đại đạt 2,4 kilowatt. Nó cao hơn 1-2 bậc so với hiệu suất của các chip khuếch đại công suất tương tự trong hầu hết các hệ thống radar hiện có.

Dòng chip mới có thể được sử dụng để chế tạo một radar cực mạnh, hoạt động ở băng tần X – dải vi sóng tần số cao được quân đội sử dụng chủ yếu để xác định các mối đe dọa và dẫn đường cho tên lửa và có thể được sản xuất hàng loạt với chi phí tương đối thấp.

Nhóm nghiên cứu do kỹ sư cao cấp Hu Yansheng thuộc Tập đoàn Công nghệ Điện tử Trung Quốc (CETC) dẫn đầu cho biết, công nghệ chip hiện tại "không thể đáp ứng nhu cầu về các hệ thống vi sóng công suất cực cao mới do mật độ năng lượng tương đối thấp".

Dòng chip mới có "một tương lai tươi xán lạn trong các ứng dụng thực tế", chuyên gia Trung Quốc cho biết trong một bài báo đăng trên tạp chí Research and Progress of Solid-State Electronics vào tháng trước.

Hồi tháng 6, Trung Quốc tiết lộ kế hoạch chế tạo radar mạnh nhất cho tàu chiến .

Các nhà khoa học tham gia dự án đó kỳ vọng radar mảng pha chủ động thế hệ mới sẽ tạo ra tín hiệu có công suất đạt 30 megawatt, đủ mạnh để phát hiện mục tiêu cách xa 4.500km.

Nhóm nghiên cứu cho biết, hệ thống radar sẽ cần "hàng chục nghìn" chip hoạt động liền mạch với nhau để tạo ra sóng điện từ mạnh với nhịp độ nhanh nhưng rất ít sản phẩm trên thị trường toàn cầu có thể đáp ứng được yêu cầu năng lượng cực lớn này.

Dòng chip mới sử dụng gali nitrit, một loại vật liệu bán dẫn. Gallium là kim loại hiếm có thể tăng sức mạnh và hiệu suất của các thiết bị điện tử.

Chip mới có thể được sử dụng để chế tạo một radar cực kỳ mạnh mẽ hoạt động ở băng tần X. Ảnh: Shutterstock Images

Tương lai xán lạn

Trước đó, Mỹ và các đồng minh đã áp đặt lệnh cấm xuất khẩu nghiêm ngặt đối với chất bán dẫn làm từ gali công suất cao sang Trung Quốc. 

Trung Quốc hiện sản xuất hơn 80% sản lượng gali trên thế giới. Vào tháng 7, Bắc Kinh đã áp đặt hạn chế xuất khẩu riêng đối với kim loại này.

Lớp gallium nitride trong chip chỉ dày vài nanomet, cho phép nó tạo ra tín hiệu mạnh với dòng điện tử di chuyển nhanh.

Theo nhóm ông Hu Yansheng, với công suất đầu ra lớn hơn 1 kilowatt, hầu hết các chất bán dẫn làm từ gali đều có thể bị hỏng do sự rò rỉ electron xảy ra dưới điện áp cao.

Do đó, nhóm nghiên cứu Trung Quốc đã thêm nhôm vào gali nitrit, chất này có thể là rào cản ngăn chặn sự rò rỉ điện tử. Tuy nhiên, việc bổ sung quá nhiều nhôm có thể ảnh hưởng đến dòng điện tử và làm giảm công suất cực đại của chip.

Trong bài báo, chuyên gia Hu Yansheng và các đồng nghiệp đã chia sẻ công thức thành phần hóa học tối ưu được phát hiện sau nhiều thử nghiệm và sai sót.

Nhóm của ông cũng thiết kế lại cổng, chi tiết quan trọng trong chip, để phát tín hiệu. Họ đã thay đổi nó từ hình chữ T thông dụng thành hình chữ V. Sự sửa đổi nhỏ này đã làm tăng đáng kể sức mạnh và chất lượng của tín hiệu radar.

Theo các nhà nghiên cứu, ứng suất nhiệt là mối đe dọa lớn đối với hoạt động của radar nhưng con chip mới có thể duy trì ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so với ngưỡng an toàn, ngay cả khi hoạt động ở công suất tối đa.

Đối với Trung Quốc, việc phát triển thành công loại chip radar mới này được coi là một cột mốc quan trọng, đánh dấu sức mạnh của Trung Quốc trong lĩnh vực công nghệ radar ngày càng 

Các lệnh trừng phạt ngày càng gia tăng của Mỹ đã thúc đẩy Trung Quốc đầu tư nhiều hơn vào đổi mới công nghệ.

Hồi tháng trước, gã khổng lồ công nghệ Huawei có trụ sở tại Thâm Quyến, vốn là mục tiêu chính của Mỹ đã ra mắt điện thoại 5G đầu tiên hỗ trợ gọi vệ tinh.

Điện thoại thông minh có thể truyền tín hiệu đủ mạnh để đến được vệ tinh liên lạc có quỹ đạo cao cách xa 36.000 km mà không cần sử dụng ăng-ten thông thường.

Khả năng liên lạc tầm xa này, điều mà trước đây được cho là không thể, đã đạt được nhờ những con chip được thiết kế và sản xuất hoàn toàn tại Trung Quốc.

Huawei giữ bí mật thông tin chi tiết về công nghệ nhưng một số người dùng Trung Quốc được cho là đã thực hiện các cuộc gọi vệ tinh bằng điện thoại ở sa mạc, đại dương hoặc trên máy bay.