MIT的新3D芯片可以使电子设备更快,更节能

低成本,可伸缩的技术使高速氮化岩晶体管无缝整合到标准的硅芯片上。氮化炮是一种先进的半导体材料,有望在下一代高速通信系统和支持现代数据中心的电力电子中发挥关键作用。但是,炮的广泛使用[...]

来源:SciTechDaily
研究人员开发了一种新的制造工艺,以低成本和可扩展的方式将高性能氮化镓晶体管集成到标准硅 CMOS 芯片上。图片来源:麻省理工学院

这种低成本、可扩展的技术能够将高速氮化镓晶体管无缝集成到标准硅芯片上。

氮化镓是一种先进的半导体材料,有望在下一代高速通信系统和支持现代数据中心的电力电子器件中发挥关键作用。

然而,氮化镓 (GaN) 的广泛使用受到其高成本以及将其纳入标准电子系统所需的专业技术的限制。

为了应对这些挑战,麻省理工学院和合作机构的研究人员开发了一种新的制造工艺,将高性能 GaN 晶体管集成到标准硅 CMOS 芯片上。该方法成本低、可扩展,并且与当前的半导体制造工艺兼容。

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该方法包括在 GaN 芯片表面制造大量微型晶体管,将它们单独切割出来,然后仅将所需的晶体管粘合到硅芯片上。这是使用低温技术来完成的,可以保持两种材料的性能。

由于每个芯片中仅添加少量 GaN,因此成本保持较低。同时,由于采用了紧凑的高速晶体管,该器件的性能得到了显着提升。通过将 GaN 晶体管分布在整个硅芯片上,该工艺还有助于降低系统的整体温度。

使用这种方法,研究人员构建了一个功率放大器,这是移动电话的关键组件,与传统的硅基版本相比,它可以提供更强的信号和更高的效率。在智能手机中,这可能会带来更清晰的通话、更快的无线连接、更好的整体连接性和更长的电池寿命。

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