A Intel Foundry alcança um marco histórico com o chiplet de GaN mais fino do mundo, com apenas 19 μm.

A Intel Foundry fez recentemente um progresso significativo na inovação de semicondutores, revelando o primeiro e mais fino chiplet de GaN do mundo, que possui uma espessura notável de apenas 19 μm.

Transformando Data Centers e Conectividade com a Tecnologia GaN

Este chiplet inovador exemplifica o compromisso da Intel em aprimorar potência, velocidade e eficiência em uma estrutura compacta. Demonstrado pela equipe de pesquisa da Intel Foundry, este chiplet de nitreto de gálio (GaN) utiliza wafers de GaN sobre silício de 300 mm e inclui diversos recursos notáveis:

O chiplet de GaN mede apenas 19 micrômetros (μm) de espessura, desenvolvido a partir de um wafer de GaN sobre silício de 300 milímetros (mm).
A fusão bem-sucedida de transistores GaN com circuitos digitais de silício tradicionais em um único chip permite funções de computação avançadas sem a necessidade de chiplets separados.
Testes extensivos indicam que esta tecnologia inovadora de GaN atende aos altos padrões de confiabilidade exigidos para aplicações práticas, tornando-a adequada para eletrônicos menores e mais eficientes, necessários para data centers modernos e para o futuro das comunicações 5G e 6G.

Em um comunicado de imprensa recente, a Intel Foundry destacou essa revolucionária tecnologia de chiplets de GaN como um avanço crucial no design de semicondutores. Apresentada na Conferência Internacional de Dispositivos Eletrônicos (IEDM) do IEEE de 2025, essa inovação visa enfrentar os principais desafios no cenário da computação, principalmente a demanda por maior potência, velocidade e eficiência em formatos cada vez mais compactos.

Com a crescente necessidade de maior desempenho em diversos setores, incluindo processamento gráfico, tecnologias de servidor e redes sem fio de alta velocidade, o chiplet de GaN ultrafino da Intel Foundry — com apenas 19 μm de espessura, equivalente a um quinto da espessura de um fio de cabelo humano — representa uma evolução substancial na fabricação de semicondutores. Essa inovação é complementada pelos primeiros circuitos de controle digital totalmente monolíticos integrados em um único chip, produzidos em um único processo de fabricação.

Os avanços da Intel Foundry surgem em resposta a um desafio persistente na eletrônica: a necessidade de integrar mais funcionalidades em espaços cada vez menores, gerenciando demandas crescentes de energia e velocidades de transferência de dados mais altas. As tecnologias de silício tradicionais estão se aproximando de seus limites, o que leva à busca por materiais alternativos, como o GaN. Essa nova tecnologia reduz a necessidade de chiplets complementares separados, minimizando efetivamente a perda de energia no roteamento de sinais e otimizando a eficiência geral do sistema. Os extensos testes de confiabilidade demonstram boas perspectivas para essa plataforma como um produto viável em cenários reais.

Um diagrama mostrando componentes rotulados como 'GaN N-MOSHEMT' e 'Si PMOS' com várias camadas e interconexões marcadas como 'M1', 'V0', 'Gate', 'BOX' e 'GaN'.

As implicações dessa tecnologia vão muito além de aplicações isoladas. Em data centers, os chiplets de GaN podem operar com maior eficiência, chaveando mais rapidamente e perdendo menos energia em comparação com seus equivalentes de silício. Isso leva ao desenvolvimento de reguladores de tensão que não são apenas menores e mais eficientes, mas também convenientemente localizados mais próximos dos processadores para minimizar as perdas resistivas incorridas em longas rotas de alimentação.

Além disso, a capacidade de operar em altas frequências dos transistores de GaN os torna ideais para a tecnologia de radiofrequência (RF) necessária para os sistemas 5G e 6G da próxima década. A capacidade do GaN de operar com eficiência em frequências acima de 200 GHz o posiciona como um componente crítico para as bandas de ondas centimétricas e milimétricas, essenciais para as redes de próxima geração. Além das comunicações, essa tecnologia também possui grande relevância para sistemas de radar, comunicações via satélite e aplicações fotônicas, onde a comutação elétrica rápida é fundamental.

Em comparação com a tecnologia CMOS de silício convencional, os chiplets de GaN apresentam vantagens convincentes que os materiais convencionais têm dificuldade em igualar. Eles oferecem maior densidade de potência, permitindo a criação de sistemas mais potentes em espaços reduzidos — essencial para ambientes com restrições de espaço, como fornecimento de energia no ponto de carga para data centers, veículos elétricos de última geração e estações base sem fio. O silício tradicional começa a apresentar problemas de confiabilidade em temperaturas acima de aproximadamente 150 °C, limitando sua utilidade em condições de alta temperatura.

Graças à sua maior largura de banda proibida, a tecnologia GaN pode operar em ambientes de temperatura mais elevada com maior estabilidade, resultando em menores perdas de energia durante as comutações e melhor gerenciamento térmico. Essa eficiência não apenas reduz os custos operacionais, como também diminui a escala e o custo dos sistemas de refrigeração. Além disso, a escolha da Intel Foundry de utilizar wafers de silício de 300 mm para a produção de GaN se integra perfeitamente às infraestruturas de fabricação de silício existentes, minimizando potencialmente a necessidade de novos investimentos de capital significativos.