Intel Foundry erreicht Meilenstein mit dem weltweit dünnsten GaN-Chiplet mit nur 19 μm Dicke

Intel Foundry hat in letzter Zeit bedeutende Fortschritte bei der Halbleiterinnovation erzielt und den weltweit ersten und dünnsten GaN-Chiplet vorgestellt, der eine bemerkenswerte Dicke von nur 19 μm aufweist.

Transformation von Rechenzentren und Konnektivität mit GaN-Technologie

Dieser bahnbrechende Chiplet unterstreicht Intels Engagement für mehr Leistung, Geschwindigkeit und Effizienz in kompakter Bauweise. Der vom Intel Foundry Forschungsteam entwickelte innovative Galliumnitrid (GaN)-Chiplet nutzt 300-mm-GaN-auf-Silizium-Wafer und zeichnet sich durch mehrere bemerkenswerte Merkmale aus:

Das GaN-Chiplet ist nur 19 Mikrometer (μm) dick und wurde aus einem 300 Millimeter (mm) großen GaN-auf-Silizium-Wafer hergestellt.
Die erfolgreiche Integration von GaN-Transistoren mit herkömmlichen digitalen Siliziumschaltungen auf einem einzigen Chip ermöglicht fortschrittliche Rechenfunktionen, ohne dass separate Chiplets benötigt werden.
Umfangreiche Tests zeigen, dass diese innovative GaN-Technologie die hohen Zuverlässigkeitsstandards erfüllt, die für praktische Anwendungen erforderlich sind. Dadurch eignet sie sich für kleinere, effizientere Elektronik, die für moderne Rechenzentren und die Zukunft der 5G- und 6G-Kommunikation notwendig ist.

In einer kürzlich veröffentlichten Pressemitteilung hob Intel Foundry diese revolutionäre GaN-Chiplet-Technologie als wegweisenden Fortschritt im Halbleiterdesign hervor. Die auf dem IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM) 2025 vorgestellte Innovation zielt darauf ab, zentrale Herausforderungen der Computerbranche zu bewältigen, insbesondere den Bedarf an verbesserter Leistung, Geschwindigkeit und Effizienz in immer kompakteren Formaten.

Da der Bedarf an höherer Leistung in verschiedenen Sektoren wie Grafikverarbeitung, Servertechnologien und drahtlosen Hochgeschwindigkeitsnetzen stetig wächst, markiert der ultradünne GaN-Chiplet von Intel Foundry – nur 19 µm dick, was einem Fünftel eines menschlichen Haares entspricht – einen bedeutenden Fortschritt in der Halbleiterfertigung. Ergänzt wird diese Innovation durch die branchenweit ersten vollständig monolithischen, auf dem Chip integrierten digitalen Steuerschaltungen, die in einem einzigen Fertigungsprozess hergestellt werden.

Die Fortschritte von Intel Foundry sind eine Antwort auf eine anhaltende Herausforderung in der Elektronik: den Bedarf an mehr Funktionalität auf kleinerem Raum bei gleichzeitig steigendem Stromverbrauch und höheren Datenübertragungsraten. Traditionelle Siliziumtechnologien stoßen an ihre Grenzen, weshalb nach alternativen Materialien wie Galliumnitrid (GaN) gesucht wird. Diese neue Technologie reduziert den Bedarf an separaten Chiplets, minimiert so effektiv Energieverluste durch Signalrouting und optimiert die Gesamteffizienz des Systems. Umfangreiche Zuverlässigkeitstests belegen die guten Erfolgsaussichten dieser Plattform als praxistaugliches Produkt.

Ein Diagramm zeigt Bauteile mit der Bezeichnung „GaN N-MOSHEMT“ und „Si PMOS“ sowie verschiedene Schichten und Verbindungen, die mit „M1“, „V0“, „Gate“, „BOX“ und „GaN“ gekennzeichnet sind.

Die Auswirkungen dieser Technologie reichen weit über einzelne Anwendungen hinaus. In Rechenzentren können GaN-Chiplets effizienter arbeiten, da sie schneller schalten und weniger Energie verlieren als ihre Silizium-Pendants. Dies führt zur Entwicklung von Spannungsreglern, die nicht nur kleiner und effizienter sind, sondern auch näher an den Prozessoren platziert werden können, um Widerstandsverluste auf langen Stromleitungen zu minimieren.

Darüber hinaus prädestinieren die Hochfrequenzeigenschaften von GaN-Transistoren diese für die Hochfrequenz-Frontend-Technologie, die für die fortschrittlichen 5G- und 6G-Systeme des kommenden Jahrzehnts unerlässlich ist. Die Fähigkeit von GaN, bei Frequenzen über 200 GHz effektiv zu arbeiten, macht es zu einer Schlüsselkomponente für die Zentimeter- und Millimeterwellenbänder, die für die Netze der nächsten Generation von zentraler Bedeutung sind. Neben der Kommunikation ist diese Technologie auch für Radarsysteme, Satellitenkommunikation und photonische Anwendungen, bei denen schnelles elektrisches Schalten unerlässlich ist, von großer Bedeutung.

Im Vergleich zur herkömmlichen Silizium-CMOS-Technologie bieten GaN-Chiplets überzeugende Vorteile, die herkömmliche Materialien nur schwer erreichen. Sie ermöglichen eine höhere Leistungsdichte und damit die Entwicklung leistungsfähigerer Systeme auf kleinerem Raum – ein entscheidender Vorteil in beengten Umgebungen wie der Stromversorgung von Rechenzentren, modernen Elektrofahrzeugen und Mobilfunkbasisstationen. Herkömmliches Silizium weist bei Temperaturen über etwa 150 °C Zuverlässigkeitsprobleme auf, was seinen Einsatz unter hohen Temperaturen einschränkt.

Dank seiner größeren Bandlücke kann die GaN-Technologie in Umgebungen mit höheren Temperaturen mit verbesserter Stabilität betrieben werden. Dies führt zu geringeren Leistungsverlusten beim Schalten und einem optimierten Wärmemanagement. Diese Effizienz senkt nicht nur die Betriebskosten, sondern reduziert auch den Umfang und die Kosten der Kühlsysteme. Darüber hinaus harmoniert die Entscheidung von Intel Foundry, 300-mm-Siliziumwafer für die GaN-Produktion zu verwenden, nahtlos mit der bestehenden Siliziumfertigungsinfrastruktur und minimiert so potenziell den Bedarf an signifikanten neuen Investitionen.

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