در سال 2011، پس از اینکه نیروگاه اتمی فوکوشیما دایچی در ژاپن دچار نقص فنی سیستم های خنک کننده خود شد و در پی زلزله 9 ریشتری و سونامی این کشور، جهان نفس خود را حبس کرد. این نگرانی بی اساس نبود: ذوب ناشی از آن - که مواد بسیار رادیواکتیو را در جهات مختلف پخش کرد - به یکی از بدترین فجایع مرتبط با هسته ای در تمام دوران تبدیل شد.

با گذشت بیش از یک دهه، پاکسازی هنوز در حال انجام است. ماه گذشته، دولت ژاپن یک روش آزمایشی را برای حذف زباله‌های رادیواکتیو در داخل و اطراف نیروگاه آغاز کرد - گام مهمی در روند از بین بردن نیروگاه که انتظار داریم که تا سال 2051 تکمیل شود.

یک استارت‌آپ پیشگام از ژاپن، Ookuma Diamond Device (ODD)، با استفاده از تراشه‌های الماسی که در تلاش‌ها برای حذف زباله‌های رادیواکتیو از طریق تقویت‌کننده‌های تراشه‌های الماسی استفاده می‌شوند، نقش شگفت‌انگیزی در این فرآیند ایفا می‌کند. و اکنون، 4 میلیارد ین، معادل تقریباً 27 میلیون دلار، برای ساختن اولین مرکز تولید نیمه هادی الماس در جهان در نزدیکی اوکوما، همچنین در فوکوشیما، جمع آوری کرده است.

برنامه ODD این است که کارخانه را در ژانویه 2025 بسازد و تا تابستان 2026 آن را راه اندازی کند.

چرا از تراشه های الماس به جای نیمه هادی های سنتی مبتنی بر سیلیکون استفاده کنیم؟

الماس به عنوان یک ماده نیمه هادی با شکاف گسترده (WBG) شناخته می شود - سایر موارد شامل SiC (کاربید سیلیکون) و GaN (نیترید گالیم) است. مواد WBG دارای راندمان تبدیل توان بهتر و مدیریت حرارتی استثنایی هستند.

برخلاف CPU ها، GPU ها و NPU های مبتنی بر سیلیکون، اما تراشه های مبتنی بر الماس ساختار مداری ندارند. کن نیشیمورا، شریک Coral Capital به TechCrunch گفت: نیمه هادی های الماسی بیشتر شبیه دستگاه های کنترلی قدرتمند عمل می کنند تا منابع کوچک برق. وی گفت: نیمه هادی الماس در تاسیسات بزرگتری مانند نیروگاه های هسته ای که نیاز به درجه حرارت فوق العاده بالا و سطح تشعشع دارند مورد استفاده قرار می گیرد که تراشه های مبتنی بر سیلیکون قادر به تحمل آن نیستند.

تقویت کننده های نیمه هادی الماسی که در دمای 300 درجه سانتیگراد کار می کنند با موفقیت با استفاده از موسسه ملی علوم و فناوری صنعتی پیشرفته (AIST) و امکانات دانشگاه هوکایدو نمونه سازی شده اند.

Yuhei Nagai، مدیر مالی شرکت Ookuma Diamond Device، در مصاحبه ای اختصاصی با TechCrunch گفت: نیمه هادی های الماس که ما توسعه می دهیم، به دلیل خواص مواد برترشان، اساساً با تراشه های مبتنی بر سیلیکون سنتی متفاوت هستند. او ادامه داد که در مقایسه با سایر نیمه هادی های پیشرفته مانند SiC و GaN، نیمه هادی های الماسی بازده تبدیل توان برتر و مدیریت حرارتی بهبود یافته را برای فناوری های نسل بعدی مانند 6G، فضا، دفاع و هسته ای ارائه می کنند.

همچنین قابل توجه است که تراشه های الماس را می توان از گاز متان تهیه کرد که به طور بالقوه امکان تولید کامل در ژاپن را فراهم می کند. این در تضاد با GaN است که به تامین منابع به شدت تحت کنترل چین متکی است.

ناگای بيان کرد که تمرکز ODD بر روی توسعه "نیمه هادی های الماس خالص" به جای نیمه هادی های GaN بر روی یک بستر الماس است. بر اساس گزارش اخیر، انتظار داریم که اندازه بازار مواد الماس مورد استفاده در تراشه‌ها تا سال 2032 به 10 میلیارد دلار افزایش یابد که از 113.7 میلیون دلار در سال 2023 بیشتر است.

این استارت آپ که برگرفته از مؤسسه ملی علوم و فناوری صنعتی پیشرفته ژاپن (AIST) و دانشگاه هوکایدو است، به طور خاص در سال 2021 برای کمک به از بین بردن نیروگاه هسته ای فوکوشیما دایچی تأسیس شد.

دو بنیانگذار، دکتر جونیچی کانکو و دکتر هیتوشی اومزاوا، بیش از 20 سال بر روی تراشه های الماس تحقیق کرده اند. آنها پس از فاجعه متوجه شدند که کارشان در کانون توجه قرار گرفته است، که منابع بیشتری را برای تحقیق و توسعه به همراه داشت و باعث ایجاد استارتاپ شد. ODD اولین تراشه الماس عملی جهان را در سال 2021 ساخت.

جهش بین تئوری، تراشه و محصول نهایی هنوز قابل توجه است. این دو بنیانگذار همچنین پروژه ملی گسترده تر دولت ژاپن را برای تولید محصول واقعی که می تواند زباله های رادیواکتیو ناشی از بلایای طبیعی را حذف کند، رهبری می کنند.

ناگای گفت: «نمونه‌های اولیه [ODD] اولین دستاورد جهانی را نشان می‌دهند – هیچ کس دیگری نتوانسته است تا این مرحله تقویت‌کننده‌های نیمه‌رسانای الماسی کارآمد را توسعه دهد.

تعداد انگشت شماری از شرکت های جهانی نیز در حال توسعه نیمه هادی های الماس هستند، از جمله Diamfab در فرانسه، Element Six در بریتانیا، و ALMT در ژاپن، یکی از شرکت های تابعه Sumitomo Electric Industries.

ODD خود را با ادعای اینکه تنها دارای تخصص انتها به انتها، از بستر تا بسته بندی است، متمایز می کند و نمونه اولیه تقویت کننده نیمه هادی الماسی در جهان را قادر می سازد.

ناگای بيان کرد که ODD همچنین با بیش از 10 مشتری بالقوه در سراسر جهان در صنایع نیروگاه هسته‌ای، هوافضا و مخابرات صحبت می‌کند - حوزه‌ای که این هفته پس از اینکه مشخص شد گوگل قراردادی برای کار بر روی مراکز داده با استفاده از هسته‌ای امضا کرده است، تمرکز بیشتری به خود جلب کرده است. قدرت

شرکای Globis Capital بودجه اخیر را رهبری کردند که با مشارکت Coral Capital، aSTART، Green Co-Invest Investment، ژاپن پست بانک صندوق نوآوری منطقه ای اسپیرال، Mitsui Sumitomo، مجموع جمع آوری آن به حدود 45 میلیون دلار (6.7 میلیارد ین) از زمان آغاز به کار می رسد. سرمایه خطرپذیر بیمه، SMBC Venture Capital، در میان دیگران.

این استارت آپ که در حال حاضر 27 کارمند دارد، حدود 15 میلیون دلار کمک مالی دولتی از دفتر کابینه، METI، MIC، ATLA و آژانس بازسازی دریافت کرده است.

خبرکاو