Em 2011, o mundo prendeu a respiração depois que a central nuclear de Fukushima Daiichi, no Japão, sofreu uma falha nos seus sistemas de refrigeração, na sequência do país ter sido atingido por um terramoto de magnitude 9,0 e um tsunami. A preocupação não era infundada: o colapso resultante — que espalhou material altamente radioativo em múltiplas direções — tornou-se um dos piores desastres nucleares de todos os tempos.
Mais de uma década depois, a limpeza ainda está em andamento. No mês passado, o governo japonês iniciou um procedimento de testes para remover detritos radioativos dentro e ao redor da usina — uma etapa significativa no processo de descomissionamento da usina, com conclusão prevista para 2051.
Uma startup inovadora do Japão, Dispositivo Ookuma Diamond (ODD)está desempenhando um papel fascinante no processo, por meio de lascas de diamante que estão sendo usadas nos esforços para remover detritos radioativos, por meio de amplificadores alimentados por lascas de diamante. E agora, arrecadou 4 mil milhões de ienes, o equivalente a aproximadamente 27 milhões de dólares, para construir a primeira fábrica de semicondutores de diamante do mundo nas proximidades de Ookuma, também em Fukushima.
Os planos da ODD são construir a fábrica em janeiro de 2025 e colocá-la em funcionamento até o verão de 2026.
Por que usar chips de diamante em vez de semicondutores tradicionais à base de silício?
O diamante é conhecido como material semicondutor de banda larga (WBG) – outros incluem SiC (carboneto de silício) e GaN (nitreto de gálio). Os materiais WBG são considerados como tendo melhor eficiência de conversão de energia e gerenciamento térmico excepcional.
Ao contrário das CPUs, GPUs e NPUs baseadas em silício, mas o chip baseado em diamante não possui uma estrutura de circuito. Os semicondutores de diamante atuam mais como dispositivos de controle poderosos do que pequenas fontes de eletricidade, disse Ken Nishimura, sócio da Cocal Capital, ao TechCrunch. Ele disse que o semicondutor de diamante será usado em instalações maiores, como usinas nucleares, que exigem temperaturas e níveis de radiação superelevados, que os chips à base de silício não suportam.
Amplificadores semicondutores de diamante operando abaixo de 300°C foram prototipados com sucesso usando o Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Industrial Avançada (AIST) e as instalações da Universidade de Hokkaido.
“Os semicondutores de diamante que desenvolvemos são fundamentalmente diferentes dos chips tradicionais à base de silício devido às suas propriedades superiores de material”, disse Yuhei Nagai, CFO da Ookuma Diamond Device, em entrevista exclusiva ao TechCrunch. Em comparação com outros semicondutores avançados como SiC e GaN, os semicondutores de diamante fornecem eficiência de conversão de energia superior e gerenciamento térmico aprimorado para tecnologias de próxima geração, como 6G, espaço, defesa e nuclear, continuou ele.
É também notável que as lascas de diamante podem ser feitas a partir do gás metano, permitindo potencialmente a produção total no Japão. Isto está em contraste com GaN, que depende do fornecimento de materiais fortemente controlados pela China.
O foco da ODD está no desenvolvimento de “semicondutores de diamante puro”, em vez de semicondutores GaN em substrato de diamante, disse Nagai. Espera-se que o tamanho do mercado de materiais diamantados usados em chips cresça para US$ 10 bilhões até 2032, acima dos US$ 113,7 milhões em 2023. de acordo com um relatório recente.
A startup, um spin-out do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Industrial Avançada do Japão (ENSAIO) e a Universidade de Hokkaido, foi fundada especificamente em 2021 para ajudar no descomissionamento da Usina Nuclear de Fukushima Daiichi.
Dois cofundadores, Dr. Hitoshi Umezawa, pesquisam lascas de diamante há mais de 20 anos. Eles encontraram seu trabalho sob os holofotes após o desastre, o que significou mais recursos para P&D e estimulou a fundação da startup. ODD construiu o primeiro chip de diamante prático do mundo em 2021.
Os saltos entre a teoria, o chip e o produto final ainda são significativos. Os dois cofundadores também lideram o projeto nacional mais amplo do governo japonês para fabricar um produto real que possa remover detritos radioativos de desastres naturais.
“O [ODD’s] os protótipos representam uma conquista mundial – ninguém mais foi capaz de desenvolver amplificadores semicondutores de diamante funcionais até este ponto”, disse Nagai.
Algumas empresas globais também estão desenvolvendo semicondutores de diamante, incluindo Diamfab na França, Elemento Seis no Reino Unidoe ALMT no Japão, uma subsidiária da Sumitomo Electric Industries.
ODD se diferencia por afirmar ser o único com experiência ponta a ponta, do substrato à embalagem, possibilitando o protótipo mundial de um amplificador semicondutor de diamante.
A ODD também está conversando com mais de 10 clientes em potencial em todo o mundo nas indústrias de usinas nucleares, aeroespaciais e de telecomunicações, disse Nagai – uma área que esta semana recebeu maior foco depois que surgiu que Google assinou um acordo para trabalhar no fornecimento de energia nuclear aos data centers.
Os parceiros da Globis Capital lideraram o financiamento recente, que eleva o total arrecadado para aproximadamente US$ 45 milhões (6,7 bilhões de ienes) desde o seu início, com a participação da Coral Capital, aSTART, Green Co-Invest Investment, Japan Post Bank Spiral Regional Innovation Fund, Mitsui Sumitomo Capital de risco de seguros, SMBC Venture Capital, entre outros.
A startup, que atualmente conta com 27 funcionários, também recebeu cerca de US$ 15 milhões em subsídios governamentais do Gabinete do Governo, METI, MIC, ATLA e da Agência de Reconstrução.