3D-чипы: Смартфоны могут совершить большой скачок в производительности, поскольку исследователи Массачусетского технологического института представили новую технологию

В течение многих лет электронная промышленность стремилась использовать нитрид галлия (GaN) в сложных схемах. GaN - это полупроводник, который быстрее и энергоэффективнее кремния, но его высокая стоимость ограничивала его применение. Традиционные методы, при которых целые пластины GaN приклеиваются к кремнию, являются дорогостоящими, что препятствует их широкому распространению.

Новый процесс позволяет отказаться от использования пластины GaN рядом с кремнием и использовать транзисторы GaN на кремниевых пластинах. В результате новый процесс сократил расходы и увеличил скорость и эффективность. Этот процесс был изобретен исследователями Массачусетского технологического института совместно с партнерами из промышленности.

Для этого исследователи вырезали отдельные GaN-транзисторы, называемые кубиками, размером 240 на 410 микрон. Каждый транзистор сделан с крошечными медными столбиками на вершине, которые они используют для прямого соединения с медными столбиками на поверхности стандартного кремниевого КМОП-чипа. Эта техника низкотемпературного соединения меди с медью дешевле, более проводящая и совместимая со стандартными полупроводниковыми литейными заводами, чем традиционные методы, в которых для соединения используется золото.

Команда использовала этот процесс для изготовления усилителя мощности, который обеспечил более высокий уровень сигнала, чем кремниевые чипы, используемые в настоящее время в смартфонах, и при этом потреблял меньше энергии. Это открывает перспективы для использования в устройствах 5G/6G и IoT. Чипы также перспективны для квантовых вычислений, поскольку GaN работает при низких температурах.

Если эта технология будет коммерциализирована, смартфоны и другие потребительские устройства могут получить значительный прирост производительности, обеспечивая мощность, необходимую для более продвинутых моделей искусственного интеллекта на устройствах. А пока Samsung Galaxy S25 Ultra(по цене $1 219 на Amazon) остается одним из самых мощных смартфонов с возможностями искусственного интеллекта на устройстве.

NB: Подробной статистики производительности/сравнения не приводится.