"Si podemos reducir los costos, mejorar la escalabilidad y, al mismo tiempo, mejorar el rendimiento del dispositivo electrónico, es obvio que deberíamos adoptar esta tecnología". Esta cita resume la esencia de un descubrimiento innovador del MIT, anunciado recientemente. Los investigadores han desarrollado un nuevo proceso de fabricación que integra transistores de nitruro de galio (GaN) de alto rendimiento en chips CMOS de silicio estándar de una manera que es a la vez de bajo costo y escalable.
La innovación, encabezada por el estudiante de posgrado del MIT Pradyot Yadav, implica un método único para combinar las fortalezas de ambos materiales. Construyen diminutos transistores GaN, los cortan y los unen a chips de silicio utilizando un proceso de baja temperatura. Este enfoque minimiza el uso de material GaN costoso al tiempo que maximiza el rendimiento, lo que lleva a dispositivos más eficientes y potentes.
Las posibles aplicaciones de esta tecnología son vastas. Los investigadores fabricaron con éxito un amplificador de potencia, un componente crucial en los teléfonos móviles, que demuestra una mejor intensidad de señal y eficiencia. Esto podría traducirse en una mejor calidad de las llamadas, un mayor ancho de banda inalámbrico y una mayor duración de la batería en los teléfonos inteligentes. Además, este esquema de integración podría incluso permitir aplicaciones cuánticas, ya que el GaN funciona mejor que el silicio a las temperaturas criogénicas esenciales para muchos tipos de computación cuántica.
El proceso implica varios pasos, incluida la fabricación de una colección de minúsculos transistores en una oblea de GaN y su corte en "dielets" individuales. Estos dielets se unen luego a chips de silicio utilizando pilares de cobre, un método que es rentable y evita las altas temperaturas requeridas por la unión tradicional a base de oro. Este nuevo método se adapta a los procedimientos estándar y podría mejorar la electrónica que existe hoy en día, así como las tecnologías futuras.
Este avance podría revolucionar varios mercados comerciales, según Yadav. La investigación, apoyada por el Departamento de Defensa de EE. UU., representa un paso significativo en la integración heterogénea, allanando el camino para las tecnologías inalámbricas de próxima generación e impactando potencialmente en campos como la computación cuántica. Este es un gran paso adelante en el mundo de la electrónica.