اینتل نازک‌ترین چیپلت GaN جهان را با ضخامت ۱۹ میکرومتر معرفی کرد

اینتل فاندری به‌تازگی به دستاورد مهمی دست یافته و موفق شده است نازک‌ترین چیپلِت گالیوم نیترید (GaN) در جهان را بسازد؛ قطعه‌ای که تنها ۱۹ میکرومتر ضخامت دارد و نقطه عطفی تازه در مسیر توسعه نیمه‌هادی‌ها محسوب می‌شود.

پیشروی در مراکز داده و شبکه‌های ارتباطی با نازک‌ترین چیپلِت GaN جهان

اینتل با این نوآوری، توان، سرعت و بهره‌وری بیشتر را در فضایی کوچک‌تر ارائه کرده است. این چیپلِت GaN که توسط تیم تحقیقاتی اینتل فاندری معرفی شده، نخستین نمونه از نوع خود محسوب می‌شود و با استفاده از ویفرهای ۳۰۰ میلی‌متری GaN-on-Silicon ساخته شده است. ضخامت پایه سیلیکونی آن تنها ۱۹ میکرومتر است و گام مهمی برای نسل بعدی نیمه‌هادی‌ها به‌شمار می‌رود. مهم‌ترین نکات این دستاورد عبارت‌اند از:

• اینتل فاندری نازک‌ترین چیپلِت گالیوم نیترید جهان را ساخته است؛ چیپلِتی که پایه سیلیکونی آن تنها ۱۹ میکرومتر ضخامت دارد و از ویفرهای ۳۰۰ میلی‌متری GaN-on-Silicon برداشت شده است.
• پژوهشگران توانسته‌اند ترانزیستورهای GaN را با مدارهای دیجیتال مبتنی‌بر سیلیکون روی یک تراشه واحد ترکیب کنند؛ موضوعی که امکان ایجاد قابلیت‌های محاسباتی پیچیده را مستقیماً در چیپلِت‌های توان فراهم می‌کند و نیاز به چیپلِت همراه جداگانه را از میان برمی‌دارد.
• آزمایش‌های سخت‌گیرانه نشان داده‌اند که این فناوری جدید GaN می‌تواند استانداردهای لازم برای استفاده واقعی را برآورده کند و زمینه‌ساز الکترونیک‌های کوچک‌تر و کارآمدتر در حوزه‌هایی مانند مراکز داده و ارتباطات نسل آینده ۵G و ۶G باشد.

ارائه دستاورد در IEDM 2025

در بیانیه مطبوعاتی اینتل فاندری آمده است که این فناوری برای نخستین بار در کنفرانس بین‌المللی دستگاه‌های الکترونیکی IEEE سال ۲۰۲۵ (IEDM) ارائه شده و یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های صنعت امروز را هدف قرار می‌دهد:

چگونه می‌توان قدرت، سرعت و بهره‌وری بیشتر را در فضایی فشرده‌تر ارائه کرد؟

تیم اینتل فاندری برای پاسخ به این چالش، نه‌تنها یک چیپلِت فوق‌نازک GaN با ضخامت تنها ۱۹ میکرومتر ساخته است (ضخامتی تقریباً برابر یک‌پنجم ضخامت موی انسان) بلکه نخستین مدارهای کنترل دیجیتال کاملاً مونولیتیک روی خود تراشه (On‑Die) را نیز توسعه داده است. تمام این‌ها تنها با یک فرآیند تولید یکپارچه انجام شده‌اند.

چرا این فناوری اهمیت دارد؟

تقاضای روزافزون برای توان بیشتر، سرعت بالاتر و کاهش مصرف انرژی در دستگاه‌هایی مانند پردازنده‌های گرافیکی، سرورها و شبکه‌های بی‌سیم، صنعت نیمه‌هادی را تحت فشار قرار داده است. فناوری‌های سیلیکونی سنتی به مرزهای فیزیکی خود نزدیک شده‌اند و GaN یکی از مهم‌ترین گزینه‌ها برای عبور از این محدودیت‌ها به شمار می‌رود.

اینتل در این فناوری، چیپلِت فوق‌نازک GaN را با مدارهای دیجیتال کنترل روی تراشه ترکیب کرده و به این ترتیب نیاز به چیپلِت کمکی را حذف می‌کند. این مسئله باعث کاهش تلفات انرژی ناشی از مسیرهای ارتباطی بین چیپلِت‌ها می‌شود. آزمایش‌های جامع پایداری نیز نشان می‌دهد این چیپلِت می‌تواند به‌عنوان پایه‌ای برای محصولاتی واقعی به‌کار رود.

کاربردها و مزایا در دنیای واقعی

• مراکز داده: چیپلِت‌های GaN می‌توانند با سرعت بیشتر و تلفات انرژی کمتر نسبت به نمونه‌های سیلیکونی سوئیچ کنند. این مسئله امکان ساخت رگولاتورهای ولتاژ کوچک‌تر، کارآمدتر و نزدیک‌تر به پردازنده را فراهم می‌کند و اتلاف انرژی ناشی از مسیرهای طولانی را کاهش می‌دهد.
• زیرساخت‌های ارتباطی: سرعت بالا و عملکرد فرکانسی قوی ترانزیستورهای GaN آن‌ها را به گزینه‌ای ایده‌آل برای فرانت‌اندهای RF در تجهیزات 5G و 6G تبدیل می‌کند؛ به‌ویژه در باندهای سانتی‌متری و میلی‌متری که شبکه‌های نسل آینده نیاز دارند. GaN می‌تواند در فرکانس‌های بالای ۲۰۰ گیگاهرتز نیز عملکرد پایداری ارائه کند.
• رادار، ماهواره و فوتونیک: قابلیت سوئیچینگ سریع GaN برای کاربردهایی که نیاز به کنترل دقیق سیگنال نوری دارند بسیار مناسب است.

در مقایسه با CMOS سیلیکونی سنتی، چیپلِت‌های GaN مجموعه‌ای از مزایای چشمگیر ارائه می‌دهند که سیلیکون به‌دلیل محدودیت‌های فیزیکی قادر به رقابت با آن نیست:

• چگالی توان بالاتر و امکان تولید سیستم‌های قدرتمندتر در طراحی‌های کوچک‌تر
• مناسب برای محیط‌های با محدودیت فضا مانند مراکز داده، ایستگاه‌های پایه بی‌سیم و خودروهای الکتریکی
• تحمل دماهای بالاتر. در حالی که سیلیکون بالاتر از حدود ۱۵۰ درجه سانتی‌گراد غیرقابل‌اعتماد می‌شود
• بهره‌وری حرارتی بهتر و تلفات کمتر هنگام سوئیچینگ
• تولید با ویفرهای استاندارد ۳۰۰ میلی‌متری سیلیکونی که نیاز به سرمایه‌گذاری‌های جدید عظیم را کاهش می‌دهد