Про це повідомляє “Kreschatic” з посиланням на SciTechDaily
Розробка нових 3D чіпів, створених в Массачусетському технологічному інституті (MIT), відкриває нові горизонти в технологіях, які можуть значно прискорити роботу електронних пристроїв і підвищити їх енергетичну ефективність. Це досягнення є важливим кроком для майбутнього розвитку електроніки, особливо в мобільних телефонах, радіосигналах і потужних електронних пристроях.
Інтеграція високопродуктивних транзисторів з галій-нітридом (GaN) на стандартні кремнієві чіпи дозволяє зменшити витрати та полегшує масштабування виробництва. Новий метод дозволяє підвищити ефективність пристроїв, зменшуючи при цьому їх теплові втрати, що є особливо важливим для технологій, що вимагають високої пропускної здатності.
Важливість галій-нітридових транзисторів
Галій-нітрид (GaN) є перспективним напівпровідниковим матеріалом, який має унікальні властивості для високошвидкісних комунікаційних систем та потужних електронних пристроїв. Використання GaN дозволяє отримати вищу швидкість і кращу енергоефективність порівняно з традиційними матеріалами, такими як кремній. Однак, через високу вартість та складність інтеграції GaN в існуючі технології, його застосування до цього часу було обмеженим.
Інженери MIT подолали ці труднощі, розробивши технологію, що дозволяє інтегрувати GaN транзистори на стандартні кремнієві чіпи. Це досягнення може привести до створення більш ефективних мобільних пристроїв, радіочастотних компонентів та інших електронних систем.
Процес виробництва нових чіпів
Розробка нового процесу виготовлення чіпів передбачає виготовлення тисяч малих транзисторів на поверхні галій-нітридового чіпа. Потім ці транзистори вирізаються і прикріплюються до кремнієвого чіпа за допомогою спеціального низькотемпературного методу. Такий підхід дозволяє зберегти високу ефективність обох матеріалів при низьких витратах.
Новий метод використовує мідні стовпчики для з’єднання транзисторів з кремнієвими чіпами, що забезпечує кращу проводимість і дозволяє здійснювати цей процес при температурах, що не перевищують 400 градусів Цельсія. Це значно знижує витрати, оскільки традиційні методи використовують дороге золото і вимагають більш високих температур для з’єднання.
Потенціал для майбутніх технологій
Використання нових чіпів MIT може змінити майбутнє не тільки в сучасній електроніці, а й у квантових технологіях. GaN працює значно ефективніше за кремній при наднизьких температурах, що робить його ідеальним для квантових комп’ютерів, де важливо підтримувати екстремально низькі температури.
Уже сьогодні нові чіпи демонструють значні переваги в мобільних телефонах, надаючи потужніші сигнали, більшу ефективність і зниження енергоспоживання. Очікується, що такі чіпи зможуть забезпечити швидший бездротовий зв’язок, чіткіші дзвінки і довший час роботи акумулятора. В майбутньому їх використання може бути поширене в радіочастотних системах, електронних пристроях і навіть в квантових комп’ютерах.
Висновки та наступні кроки
Дослідники MIT продовжують працювати над вдосконаленням цієї технології, що обіцяє значно змінити існуючі стандарти електроніки. Вже на даному етапі їхня розробка відкриває нові можливості для більш швидких і енергоефективних пристроїв. Враховуючи те, що нова технологія здатна інтегруватися з існуючими виробничими процесами, вона може стати основою для наступного етапу в розвитку мобільних пристроїв, бездротових мереж і інших високотехнологічних секторів.
Нагадаємо, раніше ми писали про технології, що витримують екстремальні умови реального світу.
