Галиевият нитрид отдавна се използва за производството на силови полупроводникови компоненти, но за да интегрират изчислителни функции, тези чипове изискват традиционни силициеви компоненти. Intel се научи да създава ултратънки чиплети от галиев нитрид, които могат да бъдат интегрирани върху силициеви чипове, като по този начин се намалява размерът на компонента. Тази технология предлага и много други предимства.

Специалистите на Intel споделиха резултатите от своите изследвания в тази област в специален раздел на корпоративния си уебсайт. Както е отбелязано в статията, чиплети от галиев нитрид са създадени в дълбините на лабораториите Intel Foundry върху силициев субстрат с дебелина само 19 микрона, произведен от 300-милиметрова пластина. Устойчивостта на галиевия нитрид на високи температури и токове позволява тази комбинация от материали да се използва в центровете за данни, както и в 5G и 6G комуникационната инфраструктура. Микросхемите на цифровото управление са интегрирани директно върху кристала, използвайки единен технологичен процес, което е още една нова технология в индустрията. Този подход намалява енергийните загуби и спестява място.

Intel вярва, че тази технология ще позволи създаването на регулатори на напрежение за центровете за данни, които са по-компактни и по-ефективни, разположени по-близо до процесора, и ще намалят загубите, възникващи по по-дългите маршрути. В комуникационния сектор компонентите от галиев нитрид вече са доказали способността си да работят ефективно при честоти над 200 GHz. Според представители на Intel, възможността за бързо превключване на състоянията ще бъде търсена и в оптичните комуникационни системи.

Традиционните силициеви транзистори са склонни да генерират повече топлина и да губят повече енергия с повишаване на честотите. Галиево-нитридните транзистори работят по-ефективно при по-високи честоти, обработват по-високи напрежения, губят по-малко енергия и просто превключват състоянията си по-бързо. Галиево-нитридните компоненти са с голямо търсене в системите за преобразуване на енергия. Използваният от Intel стандартен за индустрията размер на пластината от 300 мм ще позволи въвеждането на обработка с галиев нитрид без значително технологично преустройство на съществуващата инфраструктура. Освен това, този размер на пластината позволява мащабно производство на компоненти.

За да постигне рекордна дебелина на силициевата пластина от 19 микрона, Intel използва иновативен метод за предварителна лазерна обработка, който създава микроскопични пукнатини, улесняващи последващото шлайфане на пластината. Специалистите на Intel също така трябваше да гарантират, че използването на толкова тънка пластина не влияе върху производителността на компонентите. Транзистори с дължина на гейта 30 nm демонстрираха добра токопроводимост с ниски загуби и издържаха на напрежения до 78 V. Радиочестотните характеристики на транзисторите бяха тествани и при честоти над 300 GHz, което надвишава нуждите на комуникационните системи от следващо поколение.

Компонентите на базата на галиев нитрид могат да намерят приложение не само в центрове за данни и базовите станции, но и в електромобилите и космическите спътници. Силициевите компоненти стават нестабилни при температури до 150 градуса по Целзий, но галиевият нитрид позволява този праг да бъде значително по-висок. Освен това, намалената нужда от охлаждане на компонентите има благоприятен ефект върху оперативните разходи, тъй като е необходима по-малко енергия за охлаждане. Важно е, че управляващата логика е интегрирана в един чип с елемента от галиев нитрид, тъй като преди това те бяха разпределени в отделни компоненти.

Intel е тествала тази комбинация от материали върху широка гама от полупроводникови компоненти, потвърждавайки готовността на технологията за масово производство. Компонентите, произведени по този метод, са демонстрирали висока надеждност и издръжливост по време на тестовете. Технологиите, усвоени от Intel, ще позволят създаването на все по-сложни решения за опаковане.