Исследователи разработали новую методику соединения транзисторов из GaN с кремниевыми чипами, имея конечной целью создание более мощных и эффективных беспроводных передатчиков

Исследователи постоянно ищут инновационные методы повышения производительности и энергоэффективности в производстве чипов, поскольку они приближаются к максимальному потенциалу кремния. Одна группа из MIT поразительно преодолела ранее считавшиеся невозможными границы, разработав метод крепления транзисторов GaN на кремниевом кристалле. Эта революционная технология может проложить путь для создания превосходных беспроводных устройств будущего.

Если вы недавно купили новое зарядное устройство для ноутбука, телефона или другого мобильного устройства, скорее всего оно использует технологию нитрида галлия (GaN). По сравнению с традиционными полупроводниками, такими как допированный кремний, GaN значительно лучше справляется с высокими температурами, напряжениями и передачей тока.

Как энтузиаст, я понимаю причины превосходства этого выбора для устройств, требующих сверхвысоких частот или мощного энергопотребления. К сожалению, стоимость пластины GaN чипа значительно выше стандартных пластин, используемых в массовых электронных товарах, таких как ПК, игровые консоли, телевизоры, смартфоны и других.

Команда исследователей из MIT и других институтов разработала метод размещения GaN-транзисторов поверх стандартных кремниевых чипов, тем самым получая преимущества технологии GaN при минимизации высоких затрат, связанных с полностью уложенными пластинами. Этот подход гарантирует стратегическое размещение преимуществ GaN.

Как геймер, я был взволнован перспективой слияния мощи GaN с силой кремниевых цифровых чипов без ущерба для бюджета или скорости. И знаете что? Мы справились благодаря интеграции ультра-маленьких транзисторов из нитрида галлия прямо в сам кремниевый чип, как сообщил Прадьёт Ядав, выпускник MIT и мозг этого новаторского метода, описанного в недавней статье.

Важно подчеркнуть, что когда Ядав упоминает что-то, он не имеет в виду транзисторы, аналогичные тем, что используются в процессорах AMD или Intel. Точнее, он обсуждает метод, который электронные инженеры называют дилетом (что напоминает чиплет). В данном контексте размеры дилетов составляют примерно 0.24 мм на 0.41 мм.

Как геймер я ценю простоту сборки компонентов, когда они уже выгравированы лазером на подложке из GaN с предустановленными медными межсоединениями. Это делает соединение диода с традиционным кремниевым кристаллом достаточно простым делом. Интересно отметить, что MIT указывает, что многие технологии соединения обычно включают золото, которое не только дороже меди, но и требует нагрева всей системы до уровня, который может потенциально повредить как новый диод, так и основной кристалл.

После уточнения метода производства исследователи создали усилитель мощности, использующий кремниевый чип, разработанный по 22 нанометровой технологии Intel. Эта инновационная конструкция позволила получить компактную схему, способную усиливать электромагнитные сигналы сильнее, чем традиционные кремниевые проекты могли предложить. Однако из-за академической платы за доступ к материалам конкретные улучшения усилителя GaN-FET с медным соединением по сравнению со стандартными остаются неясными.

Даже при небольших улучшениях можно рассчитывать на то, что такие компании как Intel и Qualcomm обратят внимание на данное исследование, так как становится все сложнее и дороже производить кремниевые чипы для повышения их скорости работы и управления большей мощностью. Тенденция движется к 3D-стекингу как будущему процессоров, но это не единственное направление — ожидается внедрение этой технологии даже в более мелкие компоненты. Вероятно, эта методика будет ключевой особенностью будущих передатчиков WiFi и Bluetooth, которые будут использоваться в смартфонах, игровых консолях и компьютерах.

Если пара наушников Bluetooth может стабильно оставаться подключенной к моему компьютеру даже при небольших движениях головы, я был бы готов потратить дополнительные средства на гарнитуру, оснащенную мощным передатчиком из нитрида галлия (GaN).

Смотрите также

2025-06-24 12:17