Trung Quốc đang đẩy mạnh chiến lược phát triển các công nghệ nền tảng cho kỷ nguyên 6G khi bắt đầu triển khai quy mô lớn các chip gallium nitride (GaN) phục vụ mạng thông tin tích hợp không gian - không trung - mặt đất.

Theo báo Bưu điện Hoa Nam Buổi sáng (SCMP), Viện Nghiên cứu số 55 thuộc Tập đoàn Công nghệ Điện tử Trung Quốc (CETC), cùng công ty con Nanjing Guobo Electronics, đã bàn giao 5 triệu chip GaN trên nền silicon cho các thiết bị đầu cuối thông minh. Đây được xem là lần đầu tiên loại chip này được sản xuất hàng loạt và ứng dụng trong các sản phẩm thương mại.

Những con chip mới sẽ được tích hợp vào mạng thông tin đa tầng mà Trung Quốc đang phát triển, kết nối vệ tinh trên quỹ đạo, các phương tiện bay tầm thấp, hạ tầng viễn thông mặt đất và thiết bị đầu cuối trong cùng một hệ sinh thái truyền thông thống nhất.

Theo truyền thông Trung Quốc, mạng lưới này sẽ đóng vai trò nền tảng cho nhiều lĩnh vực chiến lược như thông tin liên lạc 6G, kinh tế tầm thấp, không gian thương mại và các hệ thống thông tin phục vụ ứng phó khẩn cấp.

Trong cấu trúc mạng này, chip khuếch đại công suất là thành phần quan trọng giúp truyền tín hiệu giữa các thiết bị đầu cuối với vệ tinh hoặc trạm mặt đất ở khoảng cách xa, bảo đảm khả năng kết nối liên tục giữa các lớp hạ tầng khác nhau.

Sự xuất hiện của các chip GaN phản ánh xu hướng chuyển dịch sang vật liệu bán dẫn thế hệ mới trong bối cảnh ngành viễn thông toàn cầu hướng tới 6G. Theo các chuyên gia, yêu cầu về tốc độ truyền dữ liệu cao và tần số hoạt động lớn khiến các chip silicon truyền thống bộc lộ những hạn chế về hiệu suất và khả năng chịu nhiệt.

So với vật liệu thông thường, GaN có thể hoạt động ổn định ở nhiệt độ và điện áp cao hơn, đồng thời cho phép truyền tín hiệu mạnh hơn trên khoảng cách xa hơn. Nhờ những ưu điểm này, GaN ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như radar, viễn thông, vệ tinh và hệ thống điện tử công suất cao.

Tuy nhiên, chi phí sản xuất tinh thể GaN nguyên chất vẫn ở mức cao. Để khắc phục hạn chế này, các kỹ sư Trung Quốc đã phát triển công nghệ tạo lớp GaN trên nền silicon, tận dụng dây chuyền sản xuất silicon hiện có trong khi vẫn giữ được các đặc tính nổi bật của vật liệu mới.

Theo CETC, nhóm nghiên cứu đã mất nhiều năm để giải quyết những thách thức liên quan đến công nghệ chế tạo lớp GaN trên nền silicon, thiết kế vi mạch, hoàn thiện quy trình sản xuất và kiểm định chất lượng trước khi đưa sản phẩm ra thị trường.

Bên cạnh chip khuếch đại công suất, Viện Nghiên cứu số 55 cũng phát triển nhiều linh kiện phục vụ lĩnh vực thông tin vệ tinh như mô-đun truyền dữ liệu và các trạm cổng kết nối mặt đất.

Động thái mới diễn ra trong bối cảnh Trung Quốc tăng cường đầu tư vào các công nghệ chiến lược liên quan đến bán dẫn và viễn thông thế hệ mới. Quốc gia này hiện là nhà sản xuất và xuất khẩu gallium lớn nhất thế giới, đồng thời áp dụng các biện pháp kiểm soát chặt chẽ đối với hoạt động xuất khẩu kim loại hiếm này.

Một số đơn vị nghiên cứu chủ chốt của CETC, trong đó có Viện Nghiên cứu số 55, đang nằm trong danh sách hạn chế thương mại của Mỹ do các mối liên hệ với lĩnh vực quốc phòng. Dù vậy, việc thương mại hóa thành công chip GaN cho thấy Trung Quốc vẫn tiếp tục mở rộng năng lực nghiên cứu và sản xuất bán dẫn tiên tiến.

Giới quan sát nhận định, bước tiến này không chỉ củng cố vị thế của Trung Quốc trong cuộc cạnh tranh công nghệ toàn cầu mà còn tạo nền tảng cho việc phát triển các hạ tầng số thế hệ mới, phục vụ cả mục tiêu kinh tế lẫn các chiến lược dài hạn về khoa học và công nghệ.