"Jika kita dapat menurunkan biaya, meningkatkan skalabilitas, dan pada saat yang sama, meningkatkan kinerja perangkat elektronik, tidak perlu dipikirkan lagi bahwa kita harus mengadopsi teknologi ini." Kutipan ini merangkum esensi dari penemuan terobosan dari MIT, yang diumumkan baru-baru ini. Para peneliti telah mengembangkan proses fabrikasi baru yang mengintegrasikan transistor gallium nitride (GaN) berkinerja tinggi ke dalam chip CMOS silikon standar dengan cara yang berbiaya rendah dan terukur.
Inovasi, yang dipelopori oleh mahasiswa pascasarjana MIT Pradyot Yadav, melibatkan metode unik untuk menggabungkan kekuatan kedua material. Mereka membangun transistor GaN kecil, memotongnya, dan mengikatnya ke chip silikon menggunakan proses suhu rendah. Pendekatan ini meminimalkan penggunaan bahan GaN yang mahal sekaligus memaksimalkan kinerja, yang mengarah pada perangkat yang lebih efisien dan bertenaga.
Potensi aplikasi teknologi ini sangat luas. Para peneliti berhasil membuat penguat daya, komponen penting dalam ponsel, yang menunjukkan peningkatan kekuatan sinyal dan efisiensi. Ini dapat diterjemahkan ke kualitas panggilan yang lebih baik, peningkatan bandwidth nirkabel, dan masa pakai baterai yang lebih lama di ponsel pintar. Lebih lanjut, skema integrasi ini bahkan dapat memungkinkan aplikasi kuantum, karena GaN berkinerja lebih baik daripada silikon pada suhu kriogenik yang penting untuk banyak jenis komputasi kuantum.
Prosesnya melibatkan beberapa langkah, termasuk membuat koleksi transistor kecil pada wafer GaN dan memotongnya menjadi "dielet" individual. Dielet ini kemudian diikat ke chip silikon menggunakan pilar tembaga, metode yang hemat biaya dan menghindari suhu tinggi yang diperlukan oleh pengikatan berbasis emas tradisional. Metode baru ini sesuai dengan prosedur standar, dan dapat meningkatkan elektronik yang ada saat ini serta teknologi di masa mendatang.
Kemajuan ini dapat merevolusi berbagai pasar komersial, menurut Yadav. Penelitian, yang didukung oleh Departemen Pertahanan AS, mewakili langkah maju yang signifikan dalam integrasi heterogen, membuka jalan bagi teknologi nirkabel generasi berikutnya dan berpotensi berdampak pada bidang-bidang seperti komputasi kuantum. Ini adalah langkah maju yang besar di dunia elektronik.