De Singapore-MIT Alliantie voor Onderzoek en Technologie (SMART), MIT's onderzoeksonderneming in Singapore, heeft de succesvolle ontwikkeling aangekondigd van een commercieel haalbare manier om geïntegreerde Silicon III-V-chips te produceren met hoogwaardige III-V-apparaten in hun ontwerp.

Op de meeste apparaten van tegenwoordig op silicium gebaseerde CMOS-chips worden gebruikt voor computergebruik, maar ze zijn niet efficiënt voor verlichting en communicatie, wat resulteert in een laag rendement en warmteontwikkeling. Dit is de reden waarom de huidige 5G-mobiele apparaten op de markt erg heet worden bij gebruik en na korte tijd zouden worden uitgeschakeld.

Dit is waar III-V-halfgeleiders waardevol zijn. III-V-chips zijn gemaakt van elementen in de 3e en 5e kolom van het elementaire periodiek systeem, zoals galliumnitride (GaN) en indium galliumarsenide (InGaAs). Door hun unieke eigenschappen, ze zijn uitzonderlijk goed geschikt voor opto-elektronica (LED's) en communicatie (5G enz.) - wat de efficiëntie aanzienlijk verhoogt.

"Door III-V in silicium te integreren, we kunnen voortbouwen op bestaande productiecapaciteiten en goedkope volumeproductietechnieken van silicium en de unieke optische en elektronische functionaliteit van III-V-technologie opnemen, " zei Eugene Fitzgerald, CEO en directeur, SLIM, MIT's onderzoeksonderneming in Singapore. "De nieuwe chips zullen de kern vormen van toekomstige productinnovatie en de volgende generatie communicatieapparatuur aandrijven. wearables en displays."

Kenneth Lee, Senior Scientific Director van het onderzoeksprogramma SMART LEES vult aan:"Echter, het integreren van III-V-halfgeleiderapparaten met silicium op een commercieel haalbare manier is een van de moeilijkste uitdagingen voor de halfgeleiderindustrie, hoewel dergelijke geïntegreerde schakelingen al tientallen jaren gewenst zijn. De huidige methoden zijn duur en inefficiënt, wat de beschikbaarheid van de chips die de industrie nodig heeft, vertraagt. Met ons nieuwe proces, we kunnen gebruikmaken van bestaande mogelijkheden om deze nieuwe geïntegreerde Silicon III-V-chips kosteneffectief te produceren en de ontwikkeling en acceptatie van nieuwe technologieën die de economieën zullen stimuleren, te versnellen."

De nieuwe technologie die door SMART is ontwikkeld, bouwt twee lagen silicium en III-V-apparaten op afzonderlijke substraten en integreert ze verticaal samen binnen een micron, dat is 1/50ste van de diameter van een mensenhaar. Het proces kan bestaande 200 mm productietools gebruiken, waardoor halfgeleiderfabrikanten in Singapore en de rest van de wereld hun huidige apparatuur opnieuw kunnen gebruiken. Vandaag, de kosten van investeringen in een nieuwe productietechnologie lopen in de orde van tientallen miljarden dollars, dus dit nieuwe geïntegreerde schakelingsplatform is zeer kosteneffectief en zal resulteren in veel goedkopere nieuwe schakelingen en elektronische systemen.

SMART richt zich op het maken van nieuwe chips voor gepixelde verlichting/display en 5G-markten, die een gecombineerde potentiële markt heeft van meer dan $ 100 miljard USD. Andere markten die de nieuwe geïntegreerde Silicon III-V-chips van SMART zullen verstoren, zijn draagbare minidisplays, virtual reality-toepassingen, en andere beeldtechnologieën.

De octrooiportfolio is exclusief in licentie gegeven door New Silicon Corporation Pte. Ltd. (NSC), een in Singapore gevestigde spin-off van SMART. NSC is het eerste fabelachtige bedrijf in siliciumgeïntegreerde schakelingen met gepatenteerde materialen, processen, apparaten, en ontwerp voor monolithische geïntegreerde Silicon III-V-circuits (www.new-silicon.com).

De nieuwe geïntegreerde Silicon III-V-chips van SMART zullen volgend jaar beschikbaar zijn en tegen 2021 in producten worden verwacht.