3D-chips: Smartphones zouden een grote sprong in prestaties kunnen maken nu MIT-onderzoekers nieuwe technologie onthullen

Al jaren probeert de elektronica-industrie galliumnitride (GaN) te gebruiken in complexe schakelingen. GaN is een halfgeleider die sneller en energie-efficiënter is dan silicium, maar de hoge kosten hebben het gebruik ervan beperkt. Conventionele methoden waarbij hele GaN-wafers op silicium worden geplakt, zijn duur, wat een wijdverspreide toepassing in de weg staat.

Het nieuwe proces elimineerde het gebruik van een GaN-wafer naast silicium en koos voor GaN-transistors op siliciumwafers. Als gevolg hiervan verlaagde het nieuwe proces de kosten en verhoogde het de snelheid en efficiëntie. Dit proces werd uitgevonden door MIT-onderzoekers samen met partners uit de industrie.

De onderzoekers deden dit door individuele GaN-transistors, dielets genaamd, van 240 bij 410 micron uit te snijden. Elke transistor is gemaakt met kleine koperen pilaartjes erop, die ze gebruiken om direct aan de koperen pilaartjes op het oppervlak van een standaard silicium CMOS-chip te hechten. Dit gebruik van een koper-koperverbindingstechniek bij lage temperatuur is goedkoper, beter geleidend en compatibeler met standaard halfgeleiderfabrieken dan traditionele methoden waarbij goud wordt gebruikt voor de binding.

Het team gebruikte dit proces om een vermogensversterker te fabriceren die een hogere signaalsterkte bereikt dan de siliciumchips die momenteel in smartphones worden gebruikt, terwijl ze minder stroom verbruiken. Dit biedt perspectieven voor gebruik in 5G/6G en IoT-apparaten. De chips zijn ook veelbelovend voor quantumcomputing, omdat GaN goed gedijt bij lage temperaturen.

Als deze technologie gecommercialiseerd wordt, zouden smartphones en andere consumentenapparaten een aanzienlijke prestatieverbetering kunnen krijgen, waardoor er meer vermogen nodig is voor geavanceerdere aI-modellen op apparaten. Ondertussen is de Samsung Galaxy S25 Ultra(momenteel $1,219 op Amazon) nog steeds een van de krachtigste smartphones met on-device AI-mogelijkheden.

NB: Er zijn geen gedetailleerde prestatiestatistieken/vergelijkingen gerapporteerd.