L'Alleanza Singapore-MIT per la ricerca e la tecnologia (SMART), impresa di ricerca del MIT a Singapore, ha annunciato il successo dello sviluppo di un modo commercialmente valido per produrre chip di silicio III-V integrati con dispositivi III-V ad alte prestazioni inseriti nel loro design.

Nella maggior parte dei dispositivi odierni, chip CMOS a base di silicio sono utilizzati per l'elaborazione, ma non sono efficienti per l'illuminazione e le comunicazioni, con conseguente bassa efficienza e generazione di calore. Questo è il motivo per cui gli attuali dispositivi mobili 5G sul mercato si surriscaldano molto durante l'uso e si spengono dopo poco tempo.

È qui che i semiconduttori III-V sono preziosi. I chip III-V sono costituiti da elementi nella 3a e 5a colonna della tavola periodica elementare come il nitruro di gallio (GaN) e l'arsenuro di gallio indio (InGaAs). Grazie alle loro proprietà uniche, sono eccezionalmente adatti per l'optoelettronica (LED) e le comunicazioni (5G ecc.) - aumentando sostanzialmente l'efficienza.

"Integrando III-V nel silicio, possiamo basarci sulle capacità di produzione esistenti e sulle tecniche di produzione di volume a basso costo del silicio e includere la funzionalità ottica ed elettronica unica della tecnologia III-V, " disse Eugene Fitzgerald, CEO e Direttore, ACCORTO, L'impresa di ricerca del MIT a Singapore. "I nuovi chip saranno al centro della futura innovazione di prodotto e alimenteranno la prossima generazione di dispositivi di comunicazione, indossabili e display."

Kenneth Lee, Il Direttore Scientifico Senior del programma di ricerca SMART LEES aggiunge:"Tuttavia, l'integrazione di dispositivi a semiconduttore III-V con silicio in un modo commercialmente praticabile è una delle sfide più difficili affrontate dall'industria dei semiconduttori, anche se tali circuiti integrati sono stati desiderati per decenni. I metodi attuali sono costosi e inefficienti, che sta ritardando la disponibilità dei chip di cui l'industria ha bisogno. Con il nostro nuovo processo, possiamo sfruttare le capacità esistenti per produrre questi nuovi chip integrati Silicon III-V in modo conveniente e accelerare lo sviluppo e l'adozione di nuove tecnologie che alimenteranno le economie".

La nuova tecnologia sviluppata da SMART costruisce due strati di silicio e dispositivi III-V su substrati separati e li integra verticalmente insieme all'interno di un micron, che è 1/50 del diametro di un capello umano. Il processo può utilizzare strumenti di produzione da 200 mm esistenti, che consentirà ai produttori di semiconduttori a Singapore e in tutto il mondo di fare un nuovo uso delle loro attuali apparecchiature. Oggi, il costo dell'investimento in una nuova tecnologia di produzione è dell'ordine di decine di miliardi di dollari, quindi questa nuova piattaforma di circuiti integrati è altamente conveniente e si tradurrà in nuovi circuiti e sistemi elettronici a costi molto inferiori.

SMART si sta concentrando sulla creazione di nuovi chip per l'illuminazione/display pixelati e i mercati 5G, che ha un mercato potenziale combinato di oltre $ 100 miliardi di dollari. Altri mercati che i nuovi chip integrati Silicon III-V di SMART interrompono includono mini-display indossabili, applicazioni di realtà virtuale, e altre tecnologie di imaging.

Il portafoglio di brevetti è stato concesso in licenza esclusiva da New Silicon Corporation Pte. Ltd. (NSC), uno spin-off di SMART con sede a Singapore. NSC è la prima azienda di circuiti integrati in silicio fabless con materiali proprietari, processi, dispositivi, e progettazione di circuiti integrati monolitici Silicon III-V (www.new-silicon.com).

I nuovi chip integrati Silicon III-V di SMART saranno disponibili il prossimo anno e previsti nei prodotti entro il 2021.