Intel ra mắt chiplet GaN mỏng nhất thế giới

Ngày 9/4, Intel Foundry Services công bố một bước đột phá công nghệ quan trọng với việc phát triển chiplet gallium nitride (GaN) mỏng nhất thế giới. Lớp nền silicon đã được giảm xuống chỉ còn 19 micromet, tương đương khoảng 1/5 đường kính sợi tóc người.

Chiplet này được sản xuất trên wafer GaN-on-silicon 300 mm (12 inch), sử dụng quy trình cắt và làm mỏng độc quyền của Intel. Phương pháp này cho phép tạo ra thiết kế siêu mỏng nhưng vẫn đảm bảo độ bền cấu trúc và sự ổn định về hiệu năng.

Đáng chú ý, lần đầu tiên Intel đạt được tích hợp đơn khối giữa transistor công suất GaN và các mạch logic số dựa trên silicon. Bằng cách tích hợp trực tiếp các chức năng tính toán vào chiplet nguồn, thiết kế này loại bỏ nhu cầu sử dụng các chip phụ trợ, từ đó đơn giản hóa kiến trúc hệ thống và giảm đáng kể tổn hao năng lượng giữa các thành phần.

Các thử nghiệm cho thấy transistor GaN có thể chịu điện áp lên tới 78 V và đạt tần số cắt trên 300 GHz, đáp ứng yêu cầu của các ứng dụng truyền thông tần số cao. Thư viện logic số tích hợp hoạt động ổn định, với tốc độ chuyển mạch inverter nhanh tới 33 pico giây và hiệu năng đồng đều trên toàn bộ wafer, cho thấy tiềm năng lớn trong sản xuất hàng loạt. Công nghệ này cũng đã vượt qua 4 bài kiểm tra độ tin cậy theo tiêu chuẩn ngành, chứng minh khả năng vận hành trong điều kiện nhiệt độ và điện áp cao, đáp ứng yêu cầu thương mại hóa.

Trong bối cảnh công nghệ silicon truyền thống đang dần chạm tới giới hạn vật lý ở các ứng dụng công suất cao và tần số cao, GaN – một vật liệu bán dẫn vùng cấm rộng – mang lại nhiều lợi thế như mật độ công suất cao hơn, tốc độ chuyển mạch nhanh hơn và tiêu thụ năng lượng thấp hơn.

Nhờ sử dụng quy trình sản xuất GaN-on-silicon trên wafer 300 mm, giải pháp của Intel vẫn tương thích với hạ tầng sản xuất bán dẫn hiện có, qua đó có thể giúp giảm chi phí và thúc đẩy nhanh quá trình thương mại hóa trên quy mô lớn.