Coupe transversale de la puce de silicium intégré III-V de SMART. Crédit :SMART
L'Alliance Singapour-MIT pour la recherche et la technologie (SMART), L'entreprise de recherche du MIT à Singapour, a annoncé le développement réussi d'un moyen commercialement viable de fabriquer des puces de silicium III-V intégrées avec des dispositifs III-V haute performance insérés dans leur conception.
Dans la plupart des appareils aujourd'hui, des puces CMOS à base de silicium sont utilisées pour le calcul, mais ils ne sont pas efficaces pour l'éclairage et les communications, résultant en une faible efficacité et production de chaleur. C'est pourquoi les appareils mobiles 5G actuels sur le marché deviennent très chauds lors de leur utilisation et s'éteignent après une courte période.
C'est là que les semi-conducteurs III-V sont précieux. Les puces III-V sont fabriquées à partir d'éléments des 3e et 5e colonnes du tableau périodique des éléments tels que le nitrure de gallium (GaN) et l'arséniure de gallium d'indium (InGaAs). En raison de leurs propriétés uniques, ils sont exceptionnellement bien adaptés à l'optoélectronique (LED) et aux communications (5G, etc.) - augmentant considérablement l'efficacité.
"En intégrant le III-V dans le silicium, nous pouvons nous appuyer sur les capacités de fabrication existantes et les techniques de production en volume à faible coût de silicium et inclure les fonctionnalités optiques et électroniques uniques de la technologie III-V, " dit Eugène Fitzgerald, PDG et directeur, INTELLIGENT, L'entreprise de recherche du MIT à Singapour. "Les nouvelles puces seront au cœur de l'innovation produit future et alimenteront la prochaine génération d'appareils de communication, appareils portables et écrans."
Chercheur du LEES examinant une plaquette de 200 mm de silicium III-V. Le processus innovant et prêt pour le commerce de LEES s'appuie sur l'infrastructure de fabrication de semi-conducteurs de 200 mm existante pour créer une nouvelle génération de puces qui combine le silicium traditionnel avec des dispositifs III-V, quelque chose qui n'était pas commercialement viable avant Crédit :SMART
Kenneth Lee, Le directeur scientifique principal du programme de recherche SMART LEES ajoute :« Cependant, l'intégration de dispositifs semi-conducteurs III-V avec du silicium d'une manière commercialement viable est l'un des défis les plus difficiles auxquels est confrontée l'industrie des semi-conducteurs, même si de tels circuits intégrés sont souhaités depuis des décennies. Les méthodes actuelles sont chères et inefficaces, ce qui retarde la disponibilité des puces dont l'industrie a besoin. Avec notre nouveau processus, nous pouvons tirer parti des capacités existantes pour fabriquer ces nouvelles puces Silicon III-V intégrées de manière rentable et accélérer le développement et l'adoption de nouvelles technologies qui propulseront les économies. »
La nouvelle technologie développée par SMART construit deux couches de silicium et de dispositifs III-V sur des substrats séparés et les intègre verticalement ensemble dans un micron, qui est 1/50ème du diamètre d'un cheveu humain. Le processus peut utiliser des outils de fabrication existants de 200 mm, qui permettra aux fabricants de semi-conducteurs de Singapour et du monde entier de réutiliser leurs équipements actuels. Aujourd'hui, le coût d'investissement dans une nouvelle technologie de fabrication est de l'ordre de dizaines de milliards de dollars, ainsi, cette nouvelle plate-forme de circuits intégrés est très rentable et se traduira par de nouveaux circuits et systèmes électroniques à moindre coût.
SMART se concentre sur la création de nouvelles puces pour l'éclairage/l'affichage pixelisé et les marchés 5G, qui a un marché potentiel combiné de plus de 100 milliards de dollars US. Les autres marchés que les nouvelles puces intégrées Silicon III-V de SMART perturberont comprennent les mini-écrans portables, applications de réalité virtuelle, et d'autres technologies d'imagerie.
Comment LEES ajoute de la valeur à votre production. Crédit :SMART
Le portefeuille de brevets a fait l'objet d'une licence exclusive de New Silicon Corporation Pte. Ltd. (NSC), une spin-off de SMART basée à Singapour. NSC est la première société de circuits intégrés en silicium sans usine avec des matériaux exclusifs, processus, dispositifs, et conception de circuits intégrés monolithiques en silicium III-V (www.new-silicon.com).
Les nouvelles puces Silicon III-V intégrées de SMART seront disponibles l'année prochaine et attendues dans les produits d'ici 2021.
