维度网讯,英特尔代工厂研究团队在2025年IEEE国际电子器件会议上展示了基于300毫米硅基氮化镓晶圆的首创氮化镓小芯片技术。该技术将氮化镓功率晶体管与硅基数字控制电路集成于同一小芯片,基底硅厚度仅19微米,约为人类头发直径的五分之一。该成果已收录于会议论文《基于300毫米硅基氮化镓的氮化镓小芯片技术》。
据英特尔代工厂会议论文披露,该技术采用研磨前隐形切割工艺在完全处理的300毫米晶圆上实现超薄减薄,减薄后晶体管电气特性未受影响。栅极长度30纳米的氮化镓晶体管表现出78伏电压阻断能力,射频截止频率超过300 GHz。在同一小芯片上,通过层转移工艺并排构建了氮化镓N-MOSHEMT功率晶体管与硅PMOS逻辑晶体管,使用相同布线层连接,构成反相器、与非门、多路复用器、触发器和环形振荡器等完整数字电路模块。环形振荡器测量结果显示,每个反相器切换时间仅33皮秒,且性能在整片300毫米晶圆上保持均匀。
该技术经过四项行业标准可靠性测试验证,包括时间依赖性介电击穿、正偏压温度不稳定性、高温反向偏压和热载流子注入。测试结果表明,300毫米氮化镓MOSHEMT技术满足实际产品可靠性指标要求。英特尔代工厂指出,氮化镓晶体管切换速度更快且能量损耗更低,适用于数据中心负载点供电、无线基础设施射频前端、雷达系统及卫星通信等领域。氮化镓在超过200 GHz频率下的高效运行能力适配厘米波与毫米波频段。
与硅基技术相比,氮化镓提供更高功率密度,允许系统在更小尺寸内实现更强功能。氮化镓更宽的带隙支持在更高结温下稳定运行,减少开关功率损耗并降低冷却系统尺寸与成本。英特尔代工厂采用标准300毫米硅晶圆进行氮化镓生产,与现有硅制造基础设施兼容,有望减少大规模量产所需的新增投资。
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