Раздел Технологии выходит при поддержке
Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) в США разработали относительно недорогую и масштабируемую технологию сочетания высокоскоростных транзисторов из нитрида галлия со стандартными кремниевыми чипами.
Ожидается, что такой перспективный полупроводниковый материал, как нитрид галлия, сыграет ключевую роль в создании высокоскоростных систем связи и силовой электроники следующего поколения. Однако его широкое использование до сих пор было ограничено высокой стоимостью и необходимостью применения специальных технологий.
Стремясь решить эти проблемы, исследователи из MIT разработали новый процесс, интегрирующий высокопроизводительные транзисторы на основе нитрида галлия со стандартными кремниевыми чипами. Этот метод предполагает создание большого количества крошечных транзисторов на поверхности чипа из нитрида галлия. Каждый из них вырезается отдельно и только необходимые сочетаются с кремниевым чипом. Это выполняется с использованием низкотемпературной технологии, которая не нарушает производительности обоих материалов.
Поскольку в каждый чип добавляется незначительное количество нитрида галлия, затраты остаются относительно низкими. В то же время такие чипы становятся значительно более производительными за счет компактных высокоскоростных транзисторов. Распределение транзисторов на основе нитрида галлия по площади кремниевого чипа также позволяет снизить общую температуру системы.
Используя этот метод, исследователи MIT создали усилитель мощности, критически важный для смартфонов, обеспечивающий более мощные сигналы и лучшую эффективность, чем традиционные аналоги на основе кремния. В случае со смартфоном это означает более стабильное соединение, более надежную беспроводную связь и более длительный срок работы аккумулятора. Новый метод также может улучшить квантовые вычисления и привести к появлению квантовых приложений, поскольку нитрид галлия стабильнее и эффективнее кремния в условиях низких температур.
«Если мы можем снизить стоимость, улучшить масштабируемость и в то же время повысить производительность электронного устройства, то мы, безусловно, должны принять эту технологию. Мы объединили лучшее из того, что дает кремний, с лучшей возможной электроникой на основе нитрида галлия. Эти гибридные чипы могут произвести революцию на многих коммерческих рынках», — убеждает ведущий автор исследования, аспирант MIT Прадьот Ядав.
Ученые уже длительное время работают над тем, чтобы объединить чипы на основе нитрида галлия с кремниевыми. Некоторые методы предусматривают интеграцию транзисторов из нитрида галлия в кремниевый чип путем пайки соединений, что ограничивает размер транзисторов. Чем меньше транзисторы, тем выше частота, на которой они могут работать.
Другие методы интегрируют целую пластину нитрида галлия поверх кремниевой, однако это очень затратно. При том, что нитрид галлия необходим лишь в небольшом количестве крошечных транзисторов.
В своем методе ученые из MIT сначала изготавливают плотно упакованный набор транзисторов по всей поверхности пластины из нитрида галлия. С помощью очень тонкого лазера они обрезают каждый из транзисторов до размеров 240 на 410 микрон. Каждый транзистор сверху имеет крошечные медные столбики, используемые для соединения с медными столбиками на поверхности кремниевого чипа. Эти соединения можно выполнить при температуре ниже 400 С°, что позволяет избежать повреждения материалов.
Для интеграции транзисторов из нитрида галлия с кремниевыми чипами ученые создали инновационный инструмент, способный осторожно разместить крошечные GaN-транзисторы на поверхности кремниевого чипа. В этом процессе используется вакуум для удержания транзисторов во время перемещения этого инструмента по поверхности кремниевого чипа. Ученые использовали расширенную микроскопию для контроля за процессами. Когда транзисторы оказываются в необходимом положении, с помощью тепла и давления их крепят к кремниевому чипу.
После того, как исследователи усовершенствовали процесс изготовления, они продемонстрировали его, разработав усилители мощности, представляющие собой радиочастотные схемы, которые усиливают беспроводные сигналы. Их устройства достигли более высокой пропускной способности и лучшего усиления, чем устройства, изготовленные с использованием традиционных кремниевых транзисторов. Каждый компактный чип имеет площадь менее половины квадратного миллиметра.
Новый чип децентрализованного ИИ работает без облака и интернета
СпецпроектыВід потужних з ШІ до надлегких моделей. ASUS оновив модельний ряд ноутбуків ExpertBook для бізнесуУ 2025 році в Україні створили AI-комітет. Які компанії стали учасниками та що у планах
Источник: SciTechDaily; MIT
Раздел Технологии выходит при поддержке
Favbet Tech – это IT-компания со 100% украинской ДНК, которая создает совершенные сервисы для iGaming и Betting с использованием передовых технологий и предоставляет доступ к ним. Favbet Tech разрабатывает инновационное программное обеспечение через сложную многокомпонентную платформу, способную выдерживать огромные нагрузки и создавать уникальный опыт для игроков.
