SINGAPORE – Media OutReach – Ngày 30 tháng 9 năm 2019 – Liên minh Nghiên cứu và Công nghệ Singapore-MIT (SMART), đơn vị nghiên cứu của MIT tại Singapore, vừa công bố phát triển thành công một cách khả thi về mặt thương mại để sản xuất Chip Silicon III-V tích hợp với các thiết bị III-V hiệu suất cao được lắp vào thiết kế của họ.

Một nhà nghiên cứu LEES đang xem xét một wafer Silicon III-VL
200 mm

Trong hầu hết các thiết bị hiện nay, chip CMOS dựa trên silicon được sử dụng để tính toán, nhưng chúng không hiệu quả để chiếu sáng và liên lạc, dẫn đến hiệu quả thấp và sinh nhiệt. Đây là lý do tại sao các thiết bị di động 5G hiện tại trên thị trường trở nên rất nóng khi sử dụng và sẽ ngừng hoạt động chỉ sau một thời gian ngắn.

Các chip bán dẫn III-V được kỳ vọng sẽ khắc phục được hai điểm yếu trên. Các chip III-V được tạo ra từ các nguyên tố trong cột thứ 3 và thứ 5 của bảng tuần hoàn nguyên tố như Gallium Nitride (GaN) và Indium Gallium Arsenide (InGaAs). Do tính chất độc đáo của chúng, các chip III-V đặc biệt phù hợp với quang điện tử (đèn LED) và thông tin liên lạc (mạng 5G…) làm tăng hiệu quả một cách đáng kể.

Ông Eugene Fitzgerald, Giám đốc điều hành (CEO) của SMART cho biết: “Bằng cách tích hợp chịp III-V vào silicon, chúng tôi có thể phát triển dựa trên khả năng sản xuất hiện có và kỹ thuật sản xuất silicon, với chi phí thấp và bao gồm chức năng quang học và điện tử độc đáo của công nghệ III-V. Các chip mới sẽ là trung tâm của sự đổi mới sản phẩm trong tương lai và cung cấp sức mạnh cho thế hệ tiếp theo của thiết bị truyền thông, thiết bị đeo và biểu thị”.

Ông Kenneth Lee, Giám đốc khoa học cao cấp của chương trình nghiên cứu
Các hệ thống điện tử năng lượng thấp (Low Energy Electronic Systems – LEES) của SMART cho biết thêm: “Tuy nhiên, việc tích hợp các thiết bị bán dẫn III-V với silicon theo cách khả thi về mặt thương mại là một trong những thách thức khó khăn nhất của ngành công nghiệp bán dẫn, cho dù các mạch tích hợp như vậy đã được mong chờ hàng thập kỷ qua. Các phương pháp hiện tại rất tốn kém và không hiệu quả, điều này làm trì hoãn sự sẵn có của chip mà ngành công nghiệp đang cần. Với quy trình mới của mình, chúng tôi có thể tận dụng các khả năng hiện có để sản xuất các chip Silicon III-V tích hợp mới này một cách hiệu quả và thúc đẩy sự phát triển và áp dụng các công nghệ mới sẽ cung cấp năng lượng cho các nền kinh tế”.

Công nghệ mới do SMART phát triển xây dựng hai lớp thiết bị silicon và III-V trên các đế riêng biệt và tích hợp chúng theo chiều dọc với nhau trong một micron, có đường kính bằng 1/50 sợi tóc của con người. Quá trình này có thể sử dụng các công cụ sản xuất 200mm hiện có, cho phép các nhà sản xuất chất bán dẫn ở Singapore và trên thế giới sử dụng thiết bị hiện tại của họ. Ngày nay, chi phí đầu tư vào một công nghệ sản xuất mới nằm trong khoảng hàng chục tỷ USD, do đó nền tảng mạch tích hợp mới này có hiệu quả cao về chi phí và sẽ dẫn đến các hệ thống mạch và điện tử mới có chi phí thấp hơn nhiều.

SMART đang tập trung vào việc tạo ra các chip mới để chiếu sáng / hiển thị (tính theo pixel) và thị trường 5G (thị trường tiềm năng kết hợp có giá trị hơn 100 tỷ USD). Các thị trường khác mà chip Silicon III-V tích hợp mới của SMART sẽ lấn chiếm bao gồm màn hình mini có thể đeo, ứng dụng thực tế ảo và các công nghệ hình ảnh khác.

Quá trình chế tạo Chip Silicon III-V sáng tạo của LEES

Danh mục bằng sáng chế đã được cấp phép độc quyền bởi New Silicon Corporation Pte. Ltd. (NSC), một công ty con có trụ sở tại Singapore có xuất xứ từ SMART. NSC là công ty mạch tích hợp silicon hoàn hảo đầu tiên với các vật liệu, quy trình, thiết bị và thiết kế độc quyền cho các mạch Silicon III-V tích hợp nguyên khối (www.new-silicon.com).

Các chip Silicon III-V tích hợp mới của SMART sẽ có mặt vào năm tới và dự kiến ​​sẽ được sản xuất đại trà vào năm 2021.

Hình ảnh có độ phân giải cao có sẵn tại liên kết này.

Thông tin về Low Energy Electronic Systems (LEES) Interdisciplinary Research Group (IRG)

Các hệ thống điện tử năng lượng thấp (Low Energy Electronic Systems – LEES) nhóm nghiên cứu liên ngành (Interdisciplinary Research Group – IRG) của SMART đang tạo ra các công nghệ mạch tích hợp mới dẫn đến tăng chức năng, mức tiêu thụ điện năng thấp hơn và hiệu suất cao hơn cho các hệ thống điện tử. Các mạch tích hợp trong tương lai này sẽ tác động đến nhiều ứng dụng trong truyền thông không dây, thiết bị điện tử, đèn LED và màn hình. LEES có một nhóm nghiên cứu tích hợp theo chiều dọc, có chuyên môn sâu về vật liệu, thiết bị và mạch điện, bao gồm nhiều cá nhân có kinh nghiệm chuyên môn trong ngành công nghiệp bán dẫn. Điều này đảm bảo nghiên cứu này được nhắm tới mục tiêu có thể đáp ứng nhu cầu của ngành công nghiệp bán dẫn cả ở Singapore và trên toàn thế giới.

Để biết thêm thông tin, hãy truy cập http://www.circuit-innovation.org

Thông tin về Singapore-MIT Alliance for Research and Technology (SMART)

Liên minh Nghiên cứu và Công nghệ Singapore-MIT (Singapore-MIT Alliance for Research and Technology – SMART) là đơn vị nghiên cứu của MIT tại Singapore, được thành lập bởi Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) của Mỹ hợp tác với Quỹ Nghiên cứu Quốc gia Singapore (NRF) từ năm 2007. SMART là đơn vị đầu tiên trong khu vực dành cho nghiên cứu xuất sắc và Công nghệ (CREATE) được phát triển bởi NRF. SMART đóng vai trò là trung tâm trí tuệ và đổi mới cho các tương tác nghiên cứu giữa MIT và Singapore. Các dự án nghiên cứu tiên tiến trong các lĩnh vực mà cả Singapore và MIT quan tâm đều được thực hiện tại SMART.

SMART hiện bao gồm một trung tâm đổi mới và 6 nhóm nghiên cứu liên ngành (IRG) gồm: Kháng kháng sinh (Antimicrobial Resistance – AMR), Hệ thống vi sinh và Cơ học vi mô (BioSystems và Micromechanics – BioSyM), Phân tích quan trọng để sản xuất thuốc được cá nhân hóa (Critical Analytics for Manufacturing Personalized-Medicine – CAMP), công nghệ đột phá và bền vững cho sự chính xác trong nông nghiệp (Disruptive & Sustainable Technologies for Agricultural Precision – DiSTAP), Di động ở đô thị trong tương lai (Future Urban Mobility – FM) và hệ thống điện tử năng lượng thấp (LEES). Nghiên cứu SMART được tài trợ bởi Quỹ nghiên cứu quốc gia Singapore theo chương trình CREATE.