Intel «похудела» до 19 микрон: зачем компании самый тонкий в мире нитрид-галлиевый чиплет

Новое достижение Intel Foundry: Как подружить кристаллы галлия и кремния. Источник: Intel

Intel Foundry решила доказать, что размер всё же имеет значение, особенно когда речь идет о толщине. Компания представила чиплет из нитрида галлия (GaN), который настолько тонкий, 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 хорош для логики и вычислений, но когда дело доходит до высокого напряжения или экстремальных частот, он начинает сдавать. Нитрид галлия (GaN) в этом плане — настоящий атлет: он выдерживает большие нагрузки и работает быстрее. До сих пор эти два материала обычно существовали отдельно, вынуждая инженеров сооружать 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 избавляет от необходимости использования дополнительных сопутствующих микросхем, что автоматически делает конечные устройства более компактными. Меньше деталей — меньше точек отказа и ниже себестоимость в перспективе, хотя на старте такие «инновационные» решения обычно стоят как крыло самолета.

Для центров обработки данных (ЦОД) это настоящий спасение. Сегодняшние серверы потребляют энергию так, словно завтра не наступит, а значительная её часть теряется просто во время доставки до процессора. Технология Intel позволяет создавать стабилизаторы напряжения, которые можно разместить впритык к вычислительному ядру. Поскольку GaN переключается значительно быстрее чем кремний, потери энергии минимизируются, а эффективность питания возрастает.

Изображение поперечного сечения демонстрирует силовой транзистор на основе нитрида галлия (GaN) и логический транзистор на основе кремния, расположенные рядом на одной и той же 300 мм кремниевой подложке GaN. Иллюстрация: Intel

От 5G до будущих сетей 6G

Помимо питания, новая разработка ориентирована на рынок беспроводной связи. Транзисторы на основе нитрида галлия имеют отличные высокочастотные характеристики. 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 сантиметровых и миллиметровых диапазонах. Фактически, Intel закладывает фундамент для развертывания сетей 6G, где скорость передачи данных будет требовать именно таких физических свойств материалов.

Важно понимать: это не чипы для вашего следующего смартфона. Это инструмент для инфраструктуры, которая этот смартфон обслуживает. Возможность изготавливать такие сложные структуры на стандартных 300-мм линиях означает, что технология готова к масштабированию. Intel пытается доказать, что она всё ещё может диктовать правила игры в полупроводниковой индустрии, несмотря на все трудности последних лет.

Пока Intel работает над толщиной микросхем, производители готовых систем пытаются вместить как можно больше мощности в компактные корпуса. Например, новый MSI MAG Infinite S AI сочетает в себе топовое железо и актуальные тренды, что хорошо иллюстрирует запрос рынка на высокую плотность компонентов.