在最近的IEDM大會上,英特爾向全世界展示了其在新一代半導體技術上的突破。公司表示,已成功將CMOS硅晶體管與氮化鎵(GaN)功率晶體管集成,這一創新技術將引領48V設備的發展進入一個全新的階段。
這個具有集成驅動器的GaN器件是由Cambridge GaN Devices、EPC和Navitas以及歐洲重大研究項目英飛凌領導的開發團隊共同研發的。這一技術的成功,標志著英特爾在48V及以下電壓下GaN效率利用上的領先地位。
Components Research芯片中尺度工藝開發總監Paul Fisher表示:“英特爾是唯一一家專注于48V及以下電壓下GaN效率利用的公司。”他同時指出,“去年,我們展示了具有業界最佳品質因數的GaN晶體管,增益比LDMOS或e-mode GaN HEMT等硅器件高出20倍。這對我們來說是一個真正的突破,我們正在通過在300mm硅片上使用Gan和CMOS的大規模3D單片工藝,更進一步地邁出這一步。”
英特爾首席工程師Han Wui補充道:“不僅如此,我們還為第一個集成CMOS驅動器提供了DR驅動器GaN,并在同一個芯片上單片集成了GaN電源開關。”他表示,英特爾于2004年推出首款DR MOS,并成為同時向PC和數據中心服務器供電的行業標準。驅動器和電源集成使用硅晶體管提供了具有低寄生效應的高密度解決方案。
Wui進一步指出:“我們的工作表明,可以將硅PMOS晶體管與GaN晶體管結合起來,并具有高品質因數,以跟上功率密度的增長步伐。”他強調,“GaN器件對于n溝道來說是一種很棒的器件,但作為一種補充技術,在使用空穴承載電流方面將面臨p模式的挑戰,因為它們的遷移率非常低,而這正是硅p溝道的用武之地。”他表示,“我們的DR GAN具有一個GaN N溝道和一個硅p溝道器件,具有高遷移率以及柵極氧化物和觸點。”
此次英特爾的突破性研究為解決當前半導體行業的挑戰提供了新的思路。將硅和氮化鎵相結合的單片、三維GaN和硅晶體管堆疊技術不僅提供了一流的性能和效率,同時還將多種功能集成在單個芯片上。這將極大地提高電路設計的效率和性能,同時降低了封裝體積,滿足了當今對更高能效、更小外形尺寸的需求。
隨著5G及更高技術的普及和發展,聯網移動設備數量的指數級增長已是可以預見的未來。為了滿足這些設備的供電需求,集成電路需要以更小的外形尺寸提供更高的能效。在這個背景下,英特爾的這項新技術無疑為整個行業的發展提供了新的動力。
總的來說,英特爾在IEDM大會上的這次突破性展示為我們揭示了一個全新的半導體時代。通過將CMOS硅晶體管與氮化鎵(GaN)功率晶體管集成,英特爾成功地開辟了一條新的道路,為未來半導體行業的發展注入了新的活力。我們期待看到這項技術在未來的廣泛應用和持續發展。
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