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在最近的IEDM大會上，英特爾展示了一項重大突破：將CMOS硅晶體管與氮化鎵（GaN）功率晶體管集成，用于高度集成的48V設備。這一技術的開發是由Cambridge GaN Devices、EPC、Navitas和英飛凌領導的歐洲重大研究項目合作完成的。
英特爾首席工程師Han Wui表示：“我們的工作表明，可以將硅PMOS晶體管與GaN晶體管結合，具有高品質因數，以跟上功率密度的增長步伐。”他指出，GaN器件在n溝道方面表現出色，但在使用空穴承載電流方面會面臨p模式的挑戰。為了解決這一問題，英特爾的DR GAN采用了GaN N溝道和硅P溝道器件的結合，克服了遷移率低的問題。
英特爾的技術突破不僅在于GaN器件的性能，還在于其在300mm硅片上的堆疊技術。該技術結合了GaN和硅晶體管，充分發揮了二者的優勢。通過使用英特爾領先的CMOS工廠在300mm硅片上加工GaN晶體管，公司獲得了額外的回報，包括高κ技術、三維層轉移、化學機械拋光、光刻技術和銅互連。這些創新大大提高了制造效率和降低了成本。
此外，英特爾的技術還解決了半導體材料單片集成的難題。通過層轉移技術，英特爾實現了在同一硅基板上集成多種不同的半導體材料，為未來的芯片設計提供了更多的可能性。這一技術不僅提高了性能，還在空間利用上做到了更緊湊。
對于市場上的需求，英特爾的技術有望推動CMOS模擬和數字邏輯/控制功能與CMOS存儲器的更緊密集成。這對于提高效率、降低成本以及提高集成密度具有重要意義。隨著功能和復雜性的增加，單片系統級芯片解決方案將成為未來發展的趨勢。
最令人期待的是，英特爾的技術可以滿足5G及更高版本的下一代移動設備、數據基礎設施和通信網絡的需求。由于GaN具有寬帶隙，相較于傳統材料如GaAs和硅，它在功率和射頻性能方面表現更為優越。這使得英特爾的技術在高頻和高功率應用中具有巨大的潛力，有望改變當前半導體技術的局面。
在面臨GaN的空穴遷移率較低和高p型摻雜難題時，英特爾的團隊與康奈爾大學和麻省理工學院的研究小組合作取得了進展。他們正在探索實現GaN PMOS寬帶隙、高電壓運行的可能性，為GaN NMOS提供互補p溝道技術。
總體而言，英特爾的技術突破代表了半導體行業的一項重要進展，為未來電子設備的性能提供了新的可能性。通過將不同的半導體材料集成在單個芯片上，英特爾為下一代芯片設計打開了新的方向。
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