6 月 20 日消息，麻省理工學(xué)院（MIT）的研究團(tuán)隊開發(fā)出一種低成本、可擴(kuò)展的制造技術(shù)，可將高性能氮化鎵（GaN）晶體管集成到標(biāo)準(zhǔn)硅芯片上，從而提升高頻應(yīng)用（如視頻通話、實時深度學(xué)習(xí)）的性能表現(xiàn)。

氮化鎵是繼硅之后全球第二大半導(dǎo)體材料，因其高頻、高效特性，被廣泛用于雷達(dá)、電源電子等領(lǐng)域。然而，其高昂成本及與硅基芯片的兼容性難題，長期限制了商業(yè)化應(yīng)用。

MIT 團(tuán)隊為此提出了新制造方案，在氮化鎵晶圓表面密集制造微型晶體管，切割成僅 240×410 微米的獨立單元（稱“dielet”），再通過銅柱低溫鍵合技術(shù)，精準(zhǔn)嵌入硅互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）芯片。

新技術(shù)的核心是“分而治之”策略。團(tuán)隊開發(fā)專用工具，利用真空吸附與納米級定位，對齊 dielet 與硅基板的銅柱接口，400 攝氏度以下完成低溫鍵合。

相比傳統(tǒng)金焊工藝，銅柱結(jié)合成本更低、導(dǎo)電性更優(yōu)，且兼容現(xiàn)有半導(dǎo)體產(chǎn)線。實驗中，團(tuán)隊制作的功率放大器芯片（面積不足 0.5 平方毫米）在無線信號強(qiáng)度與能效上超越硅基器件，可提升智能手機(jī)通話質(zhì)量、帶寬及續(xù)航，并降低系統(tǒng)發(fā)熱。

援引 MIT News 媒體觀點，該技術(shù)為突破摩爾定律瓶頸提供了新路徑，通過三維集成氮化鎵與硅芯片，未來可整合射頻前端、AI 加速器等模塊，推動“天線至 AI”的統(tǒng)一平臺發(fā)展。

論文共同作者 Pradyot Yadav 表示，這種“硅基數(shù)字芯片與氮化鎵優(yōu)勢結(jié)合”的混合芯片，可能顛覆通信、數(shù)據(jù)中心及量子計算領(lǐng)域。

IBM 科學(xué)家 Atom Watanabe 評價，該成果“重新定義了異質(zhì)集成的邊界，為下一代系統(tǒng)小型化與能效優(yōu)化樹立標(biāo)桿”。