นักวิทยาศาสตร์ของจีนพัฒนาวิธีการใหม่สำหรับการผลิตอินเดียมซีลีไนด์ (indium selenide) ซึ่งเป็นวัสดุ “เซมิคอนดักเตอร์” (Semiconductor) คุณภาพชั้นเยี่ยมในระดับอุตสาหกรรม โดยจะช่วยเปิดทางสู่การผลิตชิปรุ่นใหม่ที่มีประสิทธิภาพเหนือกว่าเทคโนโลยีชิปซิลิคอนในปัจจุบัน

งานวิจัยที่เผยแพร่ทางออนไลน์ในวารสารไซแอนซ์ (Science) เมื่อวันที่ 18 ก.ค. ที่ผ่านมา ดำเนินการโดยทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยปักกิ่งและมหาวิทยาลัยเหรินหมินแห่งประเทศจีน

วงจรรวมถือเป็นรากฐานสำคัญของเทคโนโลยีข้อมูลสมัยใหม่ ทว่าในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาประสิทธิภาพของชิปซิลิคอนเริ่มเข้าใกล้ขีดจำกัดทางกายภาพ การพัฒนาวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ชนิดใหม่ที่มีประสิทธิภาพสูงและใช้พลังงานต่ำจึงได้รับความสนใจในวงการวิจัยและพัฒนาทั่วโลก

ภาพถ่ายที่มหาวิทยาลัยปักกิ่ง แสดงแผ่นเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ทำจากอินเดียมซีลีไนด์ วันที่ 18 มิ.ย. 2025 ภาพจากซินหัว

“อินเดียมซีลีไนด์” เป็นที่รู้จักในฐานะวัสดุเซมิคอนดักเตอร์คุณภาพเยี่ยม ทว่าการผลิตวัสดุชนิดนี้ในปริมาณมากและยังคงคุณภาพสูงไว้ได้นั้นเป็นเรื่องยากมาโดยตลอด ซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการนำไปใช้งานในวงจรรวมอย่างแพร่หลาย

ศาสตราจารย์หลิวไคฮุย จากคณะฟิสิกส์ประจำมหาวิทยาลัยปักกิ่ง กล่าวว่าความท้าทายหลักอยู่ที่การควบคุมอัตราส่วนอะตอมของอินเดียมและซีลีเนียมให้อยู่ที่สัดส่วน 1:1 อย่างแม่นยำระหว่างกระบวนการผลิต

ทีมวิจัยให้ความร้อนกับฟิล์มอินเดียมซีลีไนด์ที่โครงสร้างยังไม่เป็นผลึกสมบูรณ์ และอินเดียมที่อยู่ในสถานะของแข็งในสภาพแวดล้อมแบบปิด อะตอมของอินเดียมที่ระเหยออกมาได้ก่อตัวเป็นชั้นของเหลวที่เต็มไปด้วยอินเดียมบริเวณขอบของฟิล์ม ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของผลึกอินเดียมซีลีไนด์คุณภาพสูงที่มีโครงสร้างอะตอมเป็นระเบียบในที่สุด

หลิวกล่าวว่า วิธีการนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงอัตราส่วนอะตอมที่ถูกต้องของอินเดียมและซีลีเนียม และเอาชนะอุปสรรคสำคัญในการเปลี่ยนอินเดียมซีลีไนด์จากการวิจัยในห้องปฏิบัติการไปสู่การประยุกต์ใช้ในทางวิศวกรรม

ทีมงานสามารถผลิตแผ่นเวเฟอร์อินเดียมซีลีไนด์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 เซนติเมตรได้สำเร็จ และสร้างแผงทรานซิสเตอร์ประสิทธิภาพสูงในปริมาณมาก ซึ่งสามารถนำไปใช้ในอุปกรณ์วงจรรวมโดยตรงได้ทันที

หลิวทิ้งท้ายว่า ความก้าวหน้าครั้งนี้ปูทางสำหรับการพัฒนาชิปรุ่นถัดไปที่มีประสิทธิภาพสูงและใช้พลังงานต่ำ ซึ่งคาดว่าจะถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในหลากสาขาล้ำสมัย เช่น ปัญญาประดิษฐ์ (AI) การขับขี่อัตโนมัติ และอุปกรณ์เชื่อมต่ออัจฉริยะในอนาคต

ภาพซินหัว : ภาพถ่ายที่มหาวิทยาลัยปักกิ่ง แสดงแผ่นเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ทำจากอินเดียมซีลีไนด์ วันที่ 18 มิ.ย. 2025

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

แหล่งข้อมูลอ้างอิง : science, Xinhua

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

ชิปแห่งอนาคต! จีนพัฒนาวิธีผลิต “เซมิคอนดักเตอร์รุ่นใหม่” ในปริมาณมาก