AIXTRON, GlobalFoundries, KLA Corporation, Synopsys e Veeco sono i primi partner del programma che supporteranno lo sviluppo completo dell’ecosistema.
La nuova iniziativa di imec – centro europeo di ricerca e innovazione a livello mondiale nel campo della nanoelettronica e delle tecnologie digitali – parte del programma di affiliazione industriale (IIAP) di imec sull’elettronica di potenza GaN, è stato istituito per sviluppare la crescita epitassiale su GaN da 300 mm e i flussi di processo per transistor ad alta mobilità elettronica (HEMT) GaN a bassa e alta tensione.
L’utilizzo di substrati da 300 mm non solo ridurrà i costi di produzione dei dispositivi GaN, ma consentirà anche lo sviluppo di dispositivi elettronici di potenza più avanzati, come efficienti convertitori point-of-load a bassa tensione per CPU e GPU. accoglie AIXTRON, GlobalFoundries, KLA Corporation, Synopsys e Veeco come primi partner nel suo programma aperto di innovazione sulla tecnologia GaN da 300 mm per applicazioni di elettronica di potenza a bassa e alta tensione.
AIXTRON, GlobalFoundries, KLA Corporation, Synopsys e Veeco sono i primi partner del programma che supporteranno lo sviluppo completo dell’ecosistema.
GaN, la chiave per un’elettronica di potenza più efficiente e sostenibile
La recente introduzione sul mercato di caricabatterie rapidi basati su GaN sottolinea il potenziale della tecnologia GaN per le applicazioni di elettronica di potenza. Supportata dai continui progressi compiuti nella crescita dell’epitassia, nella produzione di dispositivi e circuiti integrati GaN, nell’affidabilità e nella robustezza e nell’ottimizzazione a livello di sistema, la tecnologia GaN è pronta a consentire una nuova generazione di prodotti di elettronica di potenza.
Questi entreranno sul mercato con fattori di forma ridotti, peso inferiore e un’efficienza di conversione energetica superiore rispetto alle soluzioni basate su silicio. Esempi di applicazioni sono caricabatterie di bordo e convertitori DC/DC per applicazioni automotive, inverter per pannelli solari e sistemi di distribuzione di energia per data center per telecomunicazioni e intelligenza artificiale, dove i componenti basati su GaN contribuiscono alla decarbonizzazione, all’elettrificazione e alla digitalizzazione complessiva della società.
Una tendenza degna di nota nello sviluppo della tecnologia GaN è il passaggio a diametri di wafer maggiori, con capacità ora disponibili principalmente su wafer da 200 mm. Con il lancio del suo programma GaN da 300 mm, imec compie un ulteriore passo avanti, basandosi sulla sua esperienza nei wafer da 200 mm.
Le parole di Stefaan Decoutere
“I vantaggi del passaggio ai wafer da 300 mm vanno oltre l’aumento della produzione e la riduzione dei costi di produzione. La nostra tecnologia GaN compatibile con CMOS ha ora accesso a apparecchiature all’avanguardia da 300 mm che ci consentiranno di sviluppare dispositivi di potenza basati su GaN più avanzati. Esempi sono gli HEMT a bassa tensione con gate p-GaN per l’uso in convertitori point-of-load, che supportano la distribuzione di potenza efficiente dal punto di vista energetico per CPU e GPU“, ha dichiarato Stefaan Decoutere, ricercatore e direttore del programma di elettronica di potenza GaN presso imec.
Nell’ambito del programma GaN da 300 mm, verrà inizialmente sviluppata una piattaforma tecnologica HEMT laterale p-GaN di base per applicazioni a bassa tensione (100 V e oltre), utilizzando Si(111) da 300 mm come substrato. A tal fine, è in corso il lavoro sui moduli di processo incentrati sull’etching p-GaN e sulla formazione di contatti ohmici. Successivamente, si punterà alle applicazioni ad alta tensione. Per tensioni pari o superiori a 650 V, gli sviluppi utilizzeranno substrati ingegnerizzati QST semi-spec e compatibili con CMOS da 300 mm (un materiale con nucleo in AlN policristallino). Durante lo sviluppo, il controllo della curvatura dei wafer da 300 mm e la loro resistenza meccanica saranno di primaria importanza.
Il lancio del programma GaN da 300 mm fa seguito al successo dei test di manipolazione dei wafer da 300 mm e allo sviluppo di un set di maschere. imec prevede di avere la piena capacità di 300 mm installata nella sua camera bianca da 300 mm entro la fine del 2025.
“Il successo dello sviluppo del GaN da 300 mm dipende anche dalla capacità di creare un ecosistema solido e di guidare congiuntamente l’innovazione, dalla crescita del GaN da 300 mm e dall’integrazione dei processi alle soluzioni di packaging“, aggiunge Stefaan Decoutere. “Siamo quindi lieti di annunciare AIXTRON, GlobalFoundries, KLA Corporation, Synopsys e Veeco come primi partner nel nostro programma di ricerca e sviluppo aperto sul GaN da 300 mm e speriamo di accogliere presto altri partner. Perché lo sviluppo di elettronica di potenza avanzata al GaN richiede uno stretto collegamento tra progettazione, epitassia, integrazione dei processi e applicazioni, un collegamento che si è rivelato fondamentale per il nostro lavoro pionieristico sul GaN da 200 mm”.
