在半導體技術領域,英特爾代工服務近日取得了一項引人矚目的突破——成功研發出全球首款厚度僅19微米的氮化鎵芯粒(GaN chiplet)。這一成果不僅刷新了行業紀錄,更為半導體行業的未來發展注入了新的活力。該芯粒基于300毫米硅基氮化鎵晶圓制造,標志著英特爾在緊湊尺寸內實現了功率、速度與能效的顯著提升。
這款氮化鎵芯粒的核心優勢在于其超薄設計。基底硅片厚度僅為19微米,約為人類頭發絲直徑的五分之一,這一突破得益于英特爾代工服務團隊在材料科學與制造工藝上的深入研究。通過將氮化鎵晶體管與傳統硅基數字電路集成在單一芯片上,英特爾實現了復雜計算功能的直接嵌入,無需額外搭配獨立輔助芯片,從而大幅降低了元器件間信號傳輸的能耗損耗。
在2025年IEEE國際電子器件會議(IEDM)上,英特爾展示了這一創新成果,并詳細闡述了其背后的技術原理。研究人員指出,現代電子設備面臨著在有限空間內集成更多功能、承載更高功率負載與更快數據傳輸速率的挑戰。傳統硅基技術已逐漸逼近物理極限,而氮化鎵等新型材料則成為彌補技術缺口的關鍵。英特爾代工服務通過將超薄氮化鎵芯粒與片上數字控制電路融合,成功攻克了這一難題。
全面可靠性測試進一步證實了該技術平臺的商用潛力。這款氮化鎵芯粒技術能夠滿足數據中心、下一代5G及6G通信等領域的嚴苛要求,為這些行業打造更小巧、更高效的電子設備提供了可能。在數據中心領域,氮化鎵芯粒的快速切換速度和低能耗特性使其成為穩壓器的理想選擇,能夠更貼近處理器部署,減少長距離供電線路產生的電阻能耗損耗。而在無線基礎設施領域,氮化鎵晶體管的高頻性能則使其成為射頻前端技術的佼佼者,可應用于未來十年部署的5G、6G通信基站。
與傳統基于CMOS工藝的硅芯片相比,氮化鎵芯粒在物理極限下展現出了無法比擬的綜合優勢。其更高的功率密度使得在更小體積內實現更強系統性能成為可能,這一特性在空間受限場景中尤為重要,如數據中心負載點供電、電動汽車(可移動的數據中心)及無線基站等。氮化鎵更寬的禁帶寬度使其能夠在更高溫度下穩定運行,降低了開關過程中的功率損耗,提升了熱管理效率,進而減小了散熱系統體積并降低了成本。
值得一提的是,英特爾代工服務采用標準300毫米硅晶圓生產氮化鎵器件,這一決策使得新技術的兼容性得到了極大提升。現有硅基制造產線無需投入大規模新增設備成本即可進行生產,這無疑為氮化鎵技術的廣泛應用鋪平了道路。隨著這一創新成果的逐步落地,我們有理由相信,半導體行業將迎來一個更加高效、緊湊與可持續的未來。











