Çip teknolojilerindeki küresel yarış hız kesmeden devam ederken, Belçika merkezli ileri teknoloji araştırma merkezi imec, mobil uygulamalarda devrim yaratabilecek bir gelişmeye imza attı. Kurum, düşük besleme voltajında çalışan, silikon (Si) üzerinde geliştirilmiş galyum nitrür (GaN) tabanlı bir MOSHEMT transistörü tanıttı. Bu cihaz, hem verimlilik hem de çıkış gücü bakımından yeni bir standart oluşturuyor.
6G HEDEFİNDE KİLİT ADIM
Yeni GaN-on-Si E-modu cihaz, 13GHz frekans ve 5V gerilimde 1W/mm çıkış gücü (27,8dBm) ve yüzde 66 güç eklenmiş verimlilik (PAE) sunarak dikkat çekiyor. Bu değerler, mobil cihazlarda özellikle 6G FR3 bandı (7-24GHz) hedeflenirken kritik önem taşıyor.
MOBİL CİHAZLARA YENİ SOLUK
Bugünün mobil sistemleri büyük oranda 6GHz’in altında çalışıyor. Ancak 6G ile birlikte daha yüksek frekanslara geçiş kaçınılmaz hale geliyor. Mevcut çözümlerde kullanılan GaAs HBT'ler, 10GHz üzerindeki bantlarda verimliliğini kaybederek yüksek enerji tüketimi ve pil ömrü kısalması gibi sorunlara yol açıyor. GaN, bu noktada daha yüksek güç yoğunluğu ve arıza voltajı gibi avantajlarıyla öne çıkıyor.
SİLİSYUMDA GALLİUM NİTRÜR DEVRİMİ
GaN transistörleri halihazırda silisyum karbür (SiC) platformunda yüksek performans gösterse de, SiC'nin yüksek maliyeti ve sınırlı üretim ölçeği mobil pazarda geniş kullanımın önüne geçiyor. Silikon ise daha uygun maliyetli ve ölçeklenebilir bir platform olarak avantaj sağlasa da, malzeme uyumsuzlukları nedeniyle GaN entegrasyonu bugüne kadar oldukça zorlu bir süreçti.
REKOR TEMAS DİRENCİ
Imec, bu teknolojik zorluğu aşmak için dikkat çekici bir yenilik daha sundu. Yeniden büyütülmüş n+ (In)GaN katmanı sayesinde, 0,024Ω·mm gibi rekor düzeyde düşük temas direnci elde edildi. Bu temas modülü, E-modu cihazlarla tamamen uyumlu ve cihazın enerji kaybını minimize ederek akım akışını maksimize ediyor.
TEK CİHAZDA YÜKSEK PERFORMANS
Geliştirilen transistör, 8 parmaklı kapı yapısı sayesinde çok sayıda cihazın birleşik gücüne gerek duymadan tek başına yüksek çıkış gücü sağlayabiliyor. Bu performans, cihazın E-mod tasarımında kullanılan kapı girinti tekniği ve InAlN bariyer tabakasının etkili bir şekilde entegre edilmesiyle elde edildi.
GELECEK ADIMLAR BELİRLİ
Imec mühendisleri şimdi bu temas modülünü E-mod transistöre entegre ederek simülasyonlarda görülen yüzde 70 çıkış gücü artışını gerçek cihazda doğrulamayı hedefliyor. Teknik Personel Baş Üyesi Alireza Alian, bu ilerlemenin önemine dikkat çekiyor:
“Çıkış gücünü artırırken verimliliği korumak için temas direncinin azaltılması hayati önemde. Sıradaki adım, bu modülü E-mod cihazla entegre ederek performansı sahada test etmek.”
Bu gelişmeler, 6G mobil cihazlarda daha uzun pil ömrü, daha yüksek veri hızları ve daha verimli enerji kullanımı için umut vadediyor. Imec’in tanıttığı bu yeni GaN teknolojisi, 2025 yılında Japonya’nın Kyoto kentinde düzenlenen VLSI Teknolojisi ve Devreleri Sempozyumu’nda kamuoyuyla paylaşıldı.
