"Se pudermos reduzir os custos, melhorar a escalabilidade e, ao mesmo tempo, aprimorar o desempenho do dispositivo eletrônico, é óbvio que devemos adotar essa tecnologia." Essa citação resume a essência de uma descoberta inovadora do MIT, anunciada recentemente. Pesquisadores desenvolveram um novo processo de fabricação que integra transistores de nitreto de gálio (GaN) de alto desempenho em chips CMOS de silício padrão de uma forma que é de baixo custo e escalável.
A inovação, liderada pelo estudante de pós-graduação do MIT Pradyot Yadav, envolve um método único de combinar os pontos fortes de ambos os materiais. Eles constroem minúsculos transistores GaN, cortam-nos e os unem a chips de silício usando um processo de baixa temperatura. Essa abordagem minimiza o uso de material GaN caro, ao mesmo tempo em que maximiza o desempenho, levando a dispositivos mais eficientes e poderosos.
As aplicações potenciais dessa tecnologia são vastas. Os pesquisadores fabricaram com sucesso um amplificador de potência, um componente crucial em telefones celulares, demonstrando melhor intensidade de sinal e eficiência. Isso pode se traduzir em melhor qualidade de chamada, maior largura de banda sem fio e maior duração da bateria em smartphones. Além disso, esse esquema de integração pode até mesmo permitir aplicações quânticas, pois o GaN tem um desempenho melhor do que o silício nas temperaturas criogênicas essenciais para muitos tipos de computação quântica.
O processo envolve várias etapas, incluindo a fabricação de uma coleção de minúsculos transistores em uma pastilha de GaN e cortá-los em "dielets" individuais. Esses dielets são então ligados a chips de silício usando pilares de cobre, um método que é econômico e evita as altas temperaturas exigidas pela ligação tradicional à base de ouro. Esse novo método se encaixa nos procedimentos padrão e pode melhorar os eletrônicos que existem hoje, bem como as tecnologias futuras.
Esse avanço pode revolucionar vários mercados comerciais, de acordo com Yadav. A pesquisa, apoiada pelo Departamento de Defesa dos EUA, representa um passo significativo na integração heterogênea, abrindo caminho para tecnologias sem fio de próxima geração e potencialmente impactando áreas como computação quântica. Este é um grande passo à frente no mundo da eletrônica.