تعمل شركة فلوسفيا اليابانية الناشئة في مجال التقنيات العميقة على تطوير أشباه موصلات طاقة من الجيل التالي قائمة على أكسيد الغاليوم، وهي مادة تقول الشركة إنها قادرة على التفوق على السيليكون التقليدي في أجهزة تتراوح من الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر الشخصية إلى المركبات الكهربائية ومعدات الطاقة الشمسية.

وتأسست فلوسفيا في مارس/آذار 2011 كشركة ناشئة منبثقة من جامعة كيوتو، وتمتلك مصنعاً وقسماً للتطوير بالقرب من حرم كاتسورا التابع للجامعة. وتُعد الشركة من بين الجهات التي تعمل نحو الإنتاج الكمي لأشباه موصلات الطاقة المصنوعة من أكسيد الغاليوم، والتي يرى باحثون يابانيون أنها تمتلك القدرة على تجاوز أداء السيليكون بدرجة كبيرة.

أكسيد الغاليوم وخفض فاقد الطاقة

صُممت أشباه موصلات الطاقة للتعامل مع التيارات والجهود العالية مع الإبقاء على استهلاك الطاقة منخفضاً. ولطالما كان السيليكون المادة القياسية في هذا المجال، رغم أن كربيد السيليكون ونيتريد الغاليوم يجري أيضاً اعتمادهما بوصفهما خيارين من الجيل التالي.

وتقول فلوسفيا إن أكسيد الغاليوم يوفر أداء أعلى من ذلك. فهذه المادة تمتلك بنية بلورية شديدة الصلابة من نوع الكورندوم، شبيهة ببنية الياقوت الأحمر والياقوت الأزرق. ووفقاً للشركة، فإن فاقد الطاقة المنخفض لديها أفضل بمقدار 7000 مرة من السيليكون و20 مرة من كربيد السيليكون.

وقام الرئيس الحالي توشيمي هيتورا، الذي انضم إلى فلوسفيا في 2012، بتحويل نشاط الشركة السابق في مجال أغشية الترشيح لتحلية المياه نحو أشباه موصلات الطاقة. وقال هيتورا لـ«J-Stories» إن أشباه موصلات الطاقة المصنوعة من أكسيد الغاليوم يمكن إنتاجها بكلفة تتراوح بين خُمس وعُشر كلفة النظائر المصنوعة من كربيد السيليكون ونيتريد الغاليوم.

تقنية Mist CVD والشركاء والتمويل

ويعود جزء من هذه الميزة من حيث الكلفة إلى طريقة «Mist CVD» التي جرى ابتكارها في جامعة كيوتو ثم طورتها فلوسفيا. وتعتمد هذه العملية على ترسيب غشاء معدني رقيق على المستوى الذري، ما يساعد على خفض تكلفة أشباه الموصلات المصنوعة من مواد جديدة لتقترب من تكلفة السيليكون.

وتتعاون فلوسفيا مع شركات وجامعات ومؤسسات بحثية في مجال البحث والتطوير لأشباه موصلات الطاقة من أكسيد الغاليوم. ومن بين الجهات المشاركة شركة نوفل كريستال تكنولوجي، وهي شركة ناشئة في محافظة سايتاما. ويشمل المستثمرون شركة دنسو لصناعة قطع غيار السيارات، وشركة ياسكاوا إلكتريك لصناعة الروبوتات الصناعية، وشركة دايكن إندستريز المتخصصة في أجهزة التكييف.

أهداف الاعتمادية ومحفظة البراءات

وبحسب الشركة، فإن أشباه موصلات أكسيد الغاليوم التي تطورها استوفت بالفعل جميع المعايير الصناعية الخاصة بالاعتمادية، وتتمثل الخطوة التالية في الإنتاج الكمي. وتأمل فلوسفيا في الوصول إلى إنتاج يبلغ مليون وحدة شهرياً.

وحتى الآن، تقدمت الشركة بطلبات لنحو 700 براءة اختراع، وحصلت على أكثر من 200 براءة. كما جمعت نحو 4.2 مليار ين، ما أتاح لها توسيع عدد موظفيها إلى 60. وقال هيتورا إن اسم «فلوسفيا» يجمع بين الكلمة اليونانية القديمة «صوفيا» التي تعني المعرفة، والكلمة الإنجليزية «فلو» التي تعني التدفق، بما يعكس أمله في أن يواصل هذا التدفق المعرفي تحسين أداء أشباه الموصلات وتوسيع نطاق المنتجات.