Fontes de alimentação baseadas em transistores de diamante já estão próximas – o Japão construiu todo o processo técnico

Várias empresas e pesquisadores japoneses estão abordando a comercialização de eletrônicos de potência diamantados. Isso acontecerá no próximo ano e se tornará amplamente popular no final da década atual. Comparados ao silício, os componentes de diamante podem suportar correntes 50.000 vezes mais altas. Isso é necessário para veículos elétricos, usinas de energia e, em geral, para fontes de alimentação e circuitos de energia compactos, confiáveis ​​e potentes.

Lascas de diamante para robôs que limpam as ruínas radioativas de Fukushima. Fonte da imagem: Dispositivo Ookuma Diamond

Mas não é tão simples. Conhecido por sua dureza, o diamante não pode ser polido por meios convencionais quando se trata de wafers para cultivo de chips e transistores, procedimento padrão e necessário para a produção de componentes litográficos. Na verdade, cultivar uma placa grande o suficiente a partir de um diamante também não é fácil. Só recentemente a empresa japonesa Orbray conseguiu ultrapassar o tamanho do wafer de 1 polegada (2,54 cm) e começou a produzir wafers de 2 polegadas (5 cm), prometendo desenvolver em breve tecnologia para a produção de substratos de diamante de 4 polegadas (10 cm).

A empresa japonesa JTEC promete ajudar no polimento de substratos diamantados. Possui uma tecnologia exclusiva para polimento de superfícies de materiais de alta dureza por meio de plasma. Anteriormente, a JTEC demonstrou a capacidade de polir substratos de diamante monocristalino com plasma sem causar danos e recebeu pedidos para desenvolver o equipamento correspondente.

A EDP, única empresa no Japão que produz e vende sementes a partir das quais são feitos diamantes sintéticos para joalharia, pode ajudar no cultivo de substratos de diamantes monocristalinos. Os maiores monocristais sintéticos do mundo também são produzidos neste país, embora a China e a Índia sejam líderes nesta área. A propósito, não existem requisitos regulatórios uniformes para diamantes sintéticos, o que de alguma forma complicará o desenvolvimento da eletrônica “diamante”. Mas aqui a palavra e a ação cabem ao JEDEC ou a outro órgão de padronização.

Segundo a fonte, o primeiro circuito de energia do mundo usando semicondutores de diamante foi desenvolvido em 2023 por uma equipe da Universidade Saga do Japão. Em dezembro de 2024, a startup Power Diamond Systems, com sede em Tóquio, revelou um componente de diamante capaz de suportar a corrente mais alta de 6,8 A. A empresa planeja começar a enviar amostras dentro de alguns anos. Do lado prático, a Ookuma Diamond Device está construindo uma fábrica na província de Fukushima para produzir elementos de energia resistentes à radiação para robôs destinados a limpar as ruínas da infame Usina Nuclear de Fukushima.

A resistência à radiação e a capacidade de suportar temperaturas proibitivas para chips convencionais são uma garantia para o trabalho no espaço e na aviação, para onde também se dirigem os diamantes, como todos os futuros eletrônicos diamantados.