MIT 및 다른 연구팀이 저렴하고 확장 가능하며 기존 반도체 파운드리와 호환되는 방식으로 고성능 GaN 트랜지스터를 실리콘 CMOS 칩에 통합하는 새로운 제조 공정을 개발했다.
이 기술은 ‘3D-밀리미터파 집적 회로(3D-mmWIC): Intel 16 Si CMOS를 탑재한 확장형 RF GaN-on-Si 칩을 위한 금 없는 3D 집적 플랫폼’ 연구를 통해 IEEE 무선 주파수 집적 회로 심포지엄에서 발표되었다.
연구진는 GaN 칩 표면에 작은 트랜지스터를 많이 구축하고 각 트랜지스터를 잘라낸 다음 두 재료의 기능을 보존하는 저온 공정을 사용했다. 그런 다음 필요한 수의 트랜지스터만 실리콘 칩에 접합했다.
연구팀에 의하면 칩에 극소량의 GaN 소재만 추가되기 때문에 비용이 최소화되면서도 소형 고속 트랜지스터를 통해 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다. 이 새로운 기술은 GaN 회로를 실리콘 칩 전체에 분산 배치할 수 있는 개별 트랜지스터로 분리함으로써 전체 시스템의 온도를 낮춰주게 된다.
연구진은 이 공정을 사용하여 실리콘 트랜지스터를 사용하는 기기보다 더 높은 신호 강도와 효율을 달성하는 전력 증폭기를 제작하는데 성공했다. 스마트폰에서는 이를 통해 통화 품질 향상, 무선 대역폭 증가, 연결성 향상, 배터리 수명 연장 등의 효과를 얻을 수 있다.
