« Si nous pouvons réduire les coûts, améliorer l'évolutivité et, en même temps, améliorer les performances des appareils électroniques, il est évident que nous devrions adopter cette technologie. » Cette citation résume l'essence d'une découverte révolutionnaire du MIT, annoncée récemment. Des chercheurs ont développé un nouveau procédé de fabrication qui intègre des transistors haute performance en nitrure de gallium (GaN) sur des puces CMOS en silicium standard d'une manière à la fois peu coûteuse et évolutive.
L'innovation, menée par l'étudiant diplômé du MIT Pradyot Yadav, implique une méthode unique pour combiner les forces des deux matériaux. Ils construisent de minuscules transistors GaN, les découpent et les collent sur des puces en silicium en utilisant un procédé à basse température. Cette approche minimise l'utilisation de matériaux GaN coûteux tout en maximisant les performances, ce qui conduit à des appareils plus efficaces et plus puissants.
Les applications potentielles de cette technologie sont vastes. Les chercheurs ont réussi à fabriquer un amplificateur de puissance, un composant crucial dans les téléphones mobiles, démontrant une meilleure puissance du signal et une meilleure efficacité. Cela pourrait se traduire par une meilleure qualité des appels, une bande passante sans fil améliorée et une autonomie de batterie prolongée dans les smartphones. De plus, ce schéma d'intégration pourrait même permettre des applications quantiques, car le GaN fonctionne mieux que le silicium aux températures cryogéniques essentielles pour de nombreux types d'informatique quantique.
Le processus implique plusieurs étapes, notamment la fabrication d'une collection de minuscules transistors sur une plaquette de GaN et leur découpage en « dielets » individuels. Ces dielets sont ensuite collés sur des puces en silicium à l'aide de piliers en cuivre, une méthode à la fois rentable et qui évite les températures élevées requises par le collage traditionnel à base d'or. Cette nouvelle méthode s'intègre dans les procédures standard et pourrait améliorer l'électronique existante ainsi que les technologies futures.
Cette avancée pourrait révolutionner divers marchés commerciaux, selon Yadav. La recherche, soutenue par le Département de la Défense des États-Unis, représente un pas en avant important dans l'intégration hétérogène, ouvrant la voie aux technologies sans fil de nouvelle génération et impactant potentiellement des domaines comme l'informatique quantique. Il s'agit d'une avancée majeure dans le monde de l'électronique.