Axiom Space는 우주에서 칩 제조 재료를 생산하는 아이디어를 제시하고 ISS에서의 시험을 계획하고 있습니다.
Axiom Space는 우주 임무를 전문으로 하는 미국 회사이자 국제 우주 정거장에 모듈이 연결된 유일한 상업 기업입니다. 에 따르면 포커스 대만이 회사는 최근 우주에서 특정 반도체 재료를 생산하기 위한 흥미로운 아이디어를 제시하기 위해 대만을 방문했습니다. Axiom은 저궤도(LEO) 환경의 독특한 조건이 초순수 물질 생산을 가능하게 할 수 있다고 믿습니다.
Axiom Space의 아시아 태평양 최고 기술 책임자이자 전 일본 ISS 사령관인 Koichi Wakata 박사는 반도체 제조를 개선할 수 있는 미세 중력 및 진공 환경의 잠재력을 강조했습니다. 이러한 조건은 결함 없는 결정 성장을 가능하게 하여 중력과 대기 불순물로 인해 지구상에서 생산하기 어려운 고품질 재료를 생산할 수 있다고 설명했습니다.
Axiom의 글로벌 반도체 상용화 책임자인 Divya Panchanathan은 지구의 중력이 결정 구조의 불완전성을 유발하는 반면 LEO의 미세 중력은 보다 균일한 성장을 가능하게 한다고 설명했습니다. 또한, 공간이 진공 상태이므로 용기 없는 처리가 가능해지며 오염이 최소화되고 더 크고 성능이 뛰어난 반도체용 결정체 생산이 가능해집니다.
Axiom은 ISS에서 초기 실험을 수행하기 위해 대만 회사와 협력할 것을 제안했으며, 2030년 이후 제조를 Axiom의 상용 스테이션으로 전환할 계획입니다. 회사는 성공적인 실험이 전용 우주 모듈에서 본격적인 생산으로 이어지는 확장 가능한 프로세스를 구상하고 있습니다.
Axiom 경영진은 어떤 결정을 언급하고 있는지 공개하지 않았지만 맥락에서 볼 때 단결정 재료(예: 실리콘, 질화 갈륨, 갈륨 비소 등)일 가능성이 가장 높습니다. 이는 반도체 제조에서 기본 기판으로 사용됩니다. 칩이 만들어졌습니다. 화합물 반도체(예: GaN 또는 GaAs) 및 기타 차세대 소재는 지구상의 중력 및 환경 요인으로 인해 발생하는 불순물과 결함에 특히 민감할 수 있습니다. 미세 중력에서는 용융물과 도펀트가 더 균일하게 분포되어 잠재적으로 더 높은 품질의 웨이퍼를 만들 수 있습니다.
그러나 우주에서 무엇이든 생산하려면 실제적인 고려 사항이 있습니다. 우주로 물질을 발사하고 궤도 시설을 유지하는 데는 비용이 매우 많이 듭니다. 현재 1kg을 우주로 발사하는 데 약 3,000달러(실리콘 웨이퍼 1개의 무게는 100~150g, 가격은 100~200달러)가 들지만, Falcon Heavy를 사용하면 비용이 1kg당 2,000달러 이하로 절감될 것으로 예상됩니다. 웨이퍼의 품질이 더 높더라도, 적어도 현재 출시 비용으로는 지구 밖에서 생산하는 가격이 이익보다 클 수 있습니다. 수십 년 동안 제조업체는 지구 기반 결정 성장을 최적화했으며 대부분의 칩 제조업체는 품질과 가격의 균형에 만족합니다. 따라서 현재로서 지구 저궤도에서 웨이퍼를 만드는 것은 거의 의미가 없습니다.
아마도 마이크로전자공학 산업이 옹스트롬 이하의 공정 기술로 전환하면 지구 저궤도에서의 생산을 정당화할 수 있는 초순수 웨이퍼가 필요할 것입니다. 그러나 실리콘, GaN, GaAs 잉곳 제조 전문 기업과 공급업체는 적절한 기술을 개발해야 합니다. 그럼에도 불구하고, 이 경우에도 비록 ‘수정된’ 환경이기는 하지만 웨이퍼가 지구에서 만들어질 가능성이 더 높습니다.
흥미롭게도 Axiom은 반도체 외에도 우주 기반 제조로 이익을 얻을 수 있는 추가 산업을 확인했습니다. 여기에는 생명공학, 의약품, 인공장기의 3D 프린팅 등이 포함됩니다.
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