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인텔이 질화갈륨(GaN) 반도체 기술과 관련된 새로운 연구 결과를 공개하며, 극도로 얇은 기판에 전력 및 로직 기능을 통합한 프로토타입 칩을 선보였습니다. 이 설계는 300mm 웨이퍼를 기반으로 구축되었으며, 실리콘 기판의 두께를 기존 방식보다 훨씬 얇은 단 19마이크로미터(μm)로 줄인 것이 특징입니다. 이러한 구조적 변화는 열 특성을 개선하고 컴팩트한 폼팩터에서 더 높은 전력 밀도를 지원할 수 있게 합니다.
이번 연구의 핵심 성과는 단일 다이(Die) 위에 GaN 기반 전력 트랜지스터와 실리콘 기반 디지털 로직을 단일 칩으로 통합(Monolithic integration)한 것입니다. 전통적으로 전력 소자와 제어 로직은 서로 다른 부품으로 분리되어 있어, 추가적인 상호 연결이 필요하고 이로 인해 효율성이 저하되는 문제가 있었습니다. 인텔은 전력 칩에 로직을 직접 내장함으로써 아키텍처를 단순화하고 개별 소자 간 신호 전달 시 발생하는 에너지 손실을 줄였습니다.
테스트 결과에 따르면, 이 GaN 트랜지스터는 최대 78V의 전압을 처리하는 동시에 300GHz를 초과하는 RF 차단 주파수를 달성하여 고주파 통신 시스템의 요구 사항을 충족했습니다. 통합된 디지털 로직은 약 33피코초(ps)의 스위칭 속도로 작동하며, 고온 및 전기적 스트레스 조건에서도 안정성을 유지했습니다. 이러한 특성은 이 설계가 까다로운 실제 환경에서도 작동 가능함을 시사합니다.
이번 연구는 단일 반도체 구조 내에서 전력 공급과 연산을 결합하려는 광범위한 변화를 보여줍니다. 질화갈륨은 이미 고전력 및 고주파 애플리케이션에서 기존 실리콘 CMOS보다 우위를 점하고 있으며, GaN 소자에 로직을 직접 통합함으로써 잠재적인 활용 분야를 더욱 확장했습니다. 인텔은 이 기술을 데이터 센터와 5G 및 차세대 6G 시스템을 포함한 미래 무선 인프라 구축의 핵심 후보로 내세우고 있습니다.
비록 현재는 연구 단계에 있지만, 이 프로토타입은 더 작고 효율적이며 통합된 반도체 설계를 향한 길을 제시했습니다. 이 방식이 더 발전된다면 시스템 복잡성을 줄이고 다양한 고성능 애플리케이션 전반에서 에너지 효율을 높일 수 있을 것으로 기대됩니다.
출처 : https://www.expreview.com/105243.html
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