Новое достижение Intel Foundry: Как подружить кристаллы галлия и кремния. Источник: Intel
Intel Foundry решила доказать, что размер имеет значение, особенно когда речь идет о толщине. Компания представила чиплет из нитрида галлия (GaN), который так тонок, что его легче случайно сдуть со стола, чем разглядеть без микроскопа. Кремниевый слой этого технологического чуда составляет всего 19 мкм — это примерно в пять раз тоньше человеческого волоса. Но главная победа здесь не в цифрах на бумаге, а в том, как Intel удалось «подружить» два разных мира на одной пластине.
Проблема современной электроники часто заключается в том, что разные компоненты требуют разных материалов. Кремний прекрасен для логики и вычислений, но когда дело доходит до высокого напряжения или экстремальных частот, он начинает подходить. Нитрид галлия (GaN) в этом плане – настоящий атлет: он выдерживает большие нагрузки и работает быстрее. До сих пор эти два материала обычно существовали по отдельности, заставляя инженеров городить сложные конструкции из нескольких микросхем. Подразделение Intel Foundry решило эту головоломку, объединив GaN-транзисторы с традиционными кремниевыми схемами на едином кристалле.
Гибридный брак кремния и галлия
Интеграция GaN непосредственно в кремниевую экосистему на 300-миллиметровых пластинах позволяет создавать устройства, где сложные вычислительные функции и энергоэффективное управление питанием живут в одном «доме». Это лишает потребности в использовании дополнительных сопутствующих микросхем, что автоматически делает конечные устройства более компактными. Меньше деталей — меньше точек отказа и более низкая себестоимость в перспективе, хотя на старте такие «инновационные» решения обычно стоят как крыло самолета.
Для центров обработки данных (ЦОД) это подлинное спасение. Сегодняшние серверы потребляют энергию так, будто завтра не придет, а значительная ее часть теряется прямо при доставке к процессору. Технология Intel позволяет создавать стабилизаторы напряжения, которые можно разместить вплотную к вычислительному ядру. Поскольку GaN переключается значительно быстрее кремния, потери энергии минимизируются, а эффективность питания возрастает.
Изображение поперечного сечения показывает силовой транзистор на базе нитрида галлия (GaN) и логический транзистор на базе кремния, расположенные рядом на одной и той же 300 мм кремниевой подложке GaN. Иллюстрация: Intel
От 5G к будущим сетям 6G
Помимо питания новая разработка нацелена на рынок беспроводной связи. Транзисторы на основе нитрида галлия обладают превосходными высокочастотными характеристиками. Инженеры утверждают, что эти чиплеты способны эффективно работать на частотах более 200 ГГц. Это делает их идеальными кандидатами для базовых станций следующего поколения, работающих в сантиметровом и миллиметровом диапазонах. Фактически, Intel закладывает фундамент для развертывания сетей 6G, где скорость передачи данных потребует именно таких физических свойств материалов.
Важно понимать: это не чипы для вашего следующего смартфона. Это инструмент для инфраструктуры, которая обслуживает этот смартфон. Возможность производить такие сложные структуры на стандартных 300-мм линиях означает, что технология готова к масштабированию. Intel пытается доказать, что она все еще может диктовать правила игры в полупроводниковой индустрии, несмотря на все трудности последних лет.
Пока Intel работает над толщиной микросхем, производители готовых систем пытаются запихнуть побольше мощности в компактные корпуса. К примеру, новый MSI MAG Infinite S AI сочетает в себе топовое железо и актуальные тренды, что хорошо иллюстрирует запрос рынка на высокую плотность компонентов.