ศาสตราจารย์ชาวจีนจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) ที่เพิ่งจะพ้นข้อหาเป็น “สายลับแดนมังกร” นำทีมนักวิทยาศาสตร์ค้นพบสุดยอดวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ “ดีที่สุด” เท่าที่โลกเคยมีมา โดยมีคุณภาพสูงยิ่งกว่าซิลิคอน (Silicon) ซึ่งเป็นวัตถุดิบหลักที่ใช้ผลิตชิปสำหรับอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ทั่วโลกในปัจจุบัน
เมื่อเดือน ก.ค. ทีมนักวิทยาศาสตร์ MIT ร่วมกับมหาวิทยาลัยฮิวสตัน และสถาบันอื่นๆ ได้แถลงผลการวิจัยที่พบว่า “คิวบิกโบรอนอาร์เซไนด์” (cubic boron arsenide) เป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่มีประสิทธิภาพในด้านการนำความร้อนและไฟฟ้าได้ดีกว่าซิลิคอน ซึ่งจะเปิดโอกาสไปสู่การคิดค้นและพัฒนาชิปที่มีขนาดเล็กลง และประมวลผลได้เร็วยิ่งขึ้น
หนึ่งในทีมวิจัยนี้ยังรวมถึงศาสตราจารย์กัง เฉิน (Gang Chen) อดีตหัวหน้าภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกลของ MIT ซึ่งเคยถูกกระทรวงยุติธรรมสหรัฐฯ สอบสวนฐานต้องสงสัยว่าเป็นสายลับจีน ก่อนที่จะถูกประกาศพ้นข้อครหาทั้งหมดเมื่อเดือน ม.ค.ปีนี้ เนื่องจากไม่พบหลักฐาน
แม้อาจจะต้องใช้เวลาอีกหลายสิบปีกว่าเซมิคอนดักเตอร์ซึ่งมีคิวบิกโบรอนอาร์เซไนด์เป็นองค์ประกอบหลักจะสามารถนำมาใช้ประโยชน์ในเชิงพาณิชย์ (หากว่าเป็นไปได้) แต่อย่างน้อยการค้นพบนี้ถือเป็นทางเลือกใหม่ที่จะช่วยให้นักวิจัยสามารถก้าวข้ามข้อจำกัดเดิมๆ และพัฒนาชิปรุ่นใหม่ๆ ที่ดีขึ้นทั้งในแง่ของประสิทธิภาพ ความเร็ว และขนาดที่เล็กลง อีกทั้งยังถือเป็นบทเรียนสำหรับสหรัฐฯ เองว่า พวกเขาเสี่ยงที่จะพลาดองค์ความรู้ใหม่ๆ หากยังคงใช้นโยบาย "ล่าแม่มด" กับนักวิทยาศาสตร์และผู้เชี่ยวชาญสายเลือดจีนแบบ เฉิน
แม้จะเป็นวัตถุดิบที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมชิป ทว่าซิลิคอนไม่ใช่วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่คุณภาพดีที่สุด เนื่องจากมีปัญหา “โอเวอร์ฮีท” ง่าย และทำให้ชิปและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ จำเป็นที่จะต้องติดตั้งอุปกรณ์ระบายความร้อนราคาแพงตามไปด้วย
งานวิจัยที่เผยแพร่เมื่อเดือน ก.ค. พบว่า คิวบิกโบรอนอาร์เซไนด์สามารถนำความร้อนได้ดีกว่าซิลิคอนถึง 10 เท่า ขณะที่ศาสตราจารย์ เฉิน ก็ระบุในจดหมายข่าวว่า “ความร้อนถือเป็นอุปสรรคสำคัญสำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ” และการค้นพบวัสดุใหม่นี้อาจจะเป็น “ตัวเปลี่ยนเกม”
ผลการศึกษานี้ยังชี้ให้เห็นว่า คิวบิกโบรอนอาร์เซไนด์มีประสิทธิภาพสูงกว่าซิลิคอนทั้งในแง่ของการนำพาอิเล็กตรอน และหลุมอิเล็กตรอน (electron hole) ซึ่งอย่างหลังนี้ถือเป็นหนึ่งในจุดอ่อนสำคัญของซิลิคอน และเป็นตัวจำกัดความเร็วของเซมิคอนดักเตอร์ชิปที่ใช้ซิลิคอนเป็นวัตถุดิบหลัก
นักวิจัยทั่วโลกต่างมุ่งมั่นพัฒนาคอมพิวเตอร์ที่สามารถทำงานได้เร็วขึ้น ทั้งโดยการแสวงหาวัตถุดิบใหม่สำหรับชิป รวมไปถึงการพึ่งพาเทคโนโลยีขั้นสูงอย่าง Quantum Computing และวัสดุอย่างคิวบิกโบรอนอาร์เซไนด์ก็เป็นอีกหนึ่งทางเลือกที่จุดประกายความหวังสำหรับการผลิตชิปที่มีขนาดเล็กลง แต่ให้ศักยภาพในการประมวลผลที่เร็วขึ้นกว่าเดิม
อย่างไรก็ตาม MIT ย้ำว่ายังต้องใช้เวลาอีกนานพอสมควรกว่าคิวบิกโบรอนอาร์เซไนด์จะถูกนำไปใช้งานนอกห้องปฏิบัติการได้ โดยปัจจุบันยังมีการผลิตในปริมาณน้อย อีกทั้งนักวิจัยจำเป็นต้องใช้เครื่องมือพิเศษเพื่อศึกษาคุณสมบัติของมัน
ศาสตราจารย์ เฉิน ระบุว่า นักวิทยาศาสตร์ต้องใช้เวลาเป็นสิบๆ ปีกว่าจะคิดค้นกระบวนการทำซิลิคอนให้มีความบริสุทธิ์สูงถึง 99.99999999% เพื่อนำไปผลิตชิป และปัจจุบันซิลิคอนก็ยังถือเป็น “กำลังหลัก” ในอุตสาหกรรมเทคโนโลยีอยู่ แต่หากงานวิจัยในอนาคตสามารถทลายอุปสรรคในด้านการผลิตได้ คิวบิกโบรอนอาร์เซไนด์ก็จะเป็นอีกหนึ่งทางเลือกที่ให้ความหวังสำหรับการผลิตชิปประมวลผลเพื่อใช้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์รุ่นต่อๆ ไป
กระทรวงยุติธรรมสหรัฐฯ เคยมีโครงการที่เรียกว่า ‘China Initiative’ ซึ่งเกิดขึ้นในยุคของอดีตประธานาธิบดี โดนัลด์ ทรัมป์ โดยมุ่งกวาดล้างพลเมืองหรือนักวิชาการจีนในอเมริกาที่ต้องสงสัยว่าขโมยข้อมูลเกี่ยวกับเทคโนโลยีที่ก้าวหน้าของสหรัฐฯ ไปแชร์ให้ปักกิ่ง
ศาสตราจารย์ เฉิน ซึ่งเกิดในจีนและได้รับสัญชาติอเมริกันเมื่อปี 2000 คือหนึ่งในนักวิชาการเชื้อสายจีนที่ตกเป็นกลุ่มเป้าหมายของโครงการนี้ โดยเขาถูกจับเมื่อเดือน ม.ค. ปี 2021 ฐานปกปิดความสัมพันธ์กับสถาบันหลายแห่งในจีน ขณะที่ประชาคมนักวิทยาศาสตร์อเมริกัน รวมถึง MIT เองได้ออกหนังสือประณามการจับกุม เฉิน อย่างรุนแรง
ต่อมากระทรวงยุติธรรมภายใต้การบริหารของ โจ ไบเดน ได้เพิกถอนข้อครหาทั้งหมดต่อ เฉิน เมื่อต้นปีนี้ หลังเจ้าหน้าที่กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ (DOE) ออกมาชี้แจงว่า เฉิน ไม่มีความจำเป็นที่จะต้องแจ้งข้อมูลดังกล่าว และอีกเพียง 1 เดือนต่อมา กระทรวงยุติธรรมก็ประกาศยุติโครงการ China Initiative ลงโดยสิ้นเชิง
ที่มา : Fortune