IMEC, viện nghiên cứu chất bán dẫn của Bỉ hợp tác với hơn 600 công ty trong ngành chip, đã mở rộng nền tảng bộ chuyển đổi silicon RF 300mm với ba khả năng sản xuất mới mang lại 6G sản xuất chip gần hơn với khả năng tồn tại thương mại. Nền tảng này đạt được mức suy hao tín hiệu thấp kỷ lục ở tần số lên tới 325GHz, bao phủ các dải sóng milimet và tần số dưới terahertz mà mạng 6G sẽ yêu cầu. Công trình này đã được trình bày tại Hội nghị chuyên đề về vi sóng quốc tế của IEEE ở Boston trong tháng này.
Vấn đề cốt lõi mà IMEC đang giải quyết là vấn đề vật liệu và kinh tế. Radio 6G sẽ cần hoạt động ở tần số cao hơn nhiều so với những gì silicon thông thường có thể xử lý, đòi hỏi các chất bán dẫn phức hợp như indium phosphide, gallium arsenide và silicon germanium. Những vật liệu này mang lại hiệu suất RF vượt trội nhưng được sản xuất trên các tấm bán dẫn nhỏ, đắt tiền, không có quy mô như dây chuyền sản xuất silicon tiêu chuẩn 300mm.
Phương pháp tiếp cận của IMEC sử dụng bộ chuyển đổi silicon làm chất nền mang, cho phép các kỹ sư tích hợp các chiplet nhỏ được làm từ chất bán dẫn hỗn hợp lên một tấm bán dẫn silicon tiêu chuẩn 300mm. Bộ chuyển tiếp xử lý các kết nối kỹ thuật số và các thành phần thụ động trong khi các chiplet III-V xử lý việc xử lý tín hiệu RF. Kết quả là một nền tảng kết hợp trong đó các vật liệu khác nhau có thể được kết hợp mà không yêu cầu mỗi vật liệu phải mở rộng quy mô một cách độc lập.
Ba năng lực mới được công bố vào tháng 6 nhằm giải quyết những vướng mắc cụ thể trong sản xuất. Các tụ điện nhúng mật độ cao, được gọi là MIMCAP, cho phép các thành phần thụ động được giảm tải từ các chiplet III-V đắt tiền sang bộ chuyển đổi silicon rẻ hơn, giảm kích thước và chi phí của chiplet. Khung mô hình hóa có thể mở rộng cho các thành phần thụ động cung cấp cho các nhà thiết kế các công cụ mô phỏng cần thiết để dự đoán hiệu suất trước khi chế tạo. Liên kết được hỗ trợ bằng laser cho phép đặt chính xác các chiplet III-V lên chất mang silicon.
💜 của công nghệ EU
Những tin đồn mới nhất từ bối cảnh công nghệ EU, câu chuyện từ người sáng lập thông thái Boris của chúng tôi và một số tác phẩm nghệ thuật AI đáng nghi vấn. Nó miễn phí hàng tuần trong hộp thư đến của bạn. Đăng ký ngay bây giờ!
“Với công việc này, chúng tôi chứng minh một nền tảng tích hợp độc đáo kết hợp hiệu suất, khả năng mở rộng và khả năng sản xuất,” Xiao Sun, thành viên chính của đội ngũ kỹ thuật tại IMEC cho biết. “Ưu tiên tiếp theo của chúng tôi là nâng cao hơn nữa tính sẵn sàng về mặt công nghệ của nền tảng và cho phép hỗ trợ sản xuất số lượng thấp, giúp các đối tác của chúng tôi dễ dàng phát triển và mở rộng quy mô hệ thống RF thế hệ tiếp theo hơn.”
Thời điểm rất quan trọng vì Nvidia đã biến viễn thông trở thành một trong những mục tiêu tăng trưởng lớn tiếp theo của mình. Công ty đã đầu tư 1 tỷ USD vào Nokia vào tháng 10 năm ngoái với 2,9% cổ phần và tại Mobile World Congress vào tháng 3, công ty đã tập hợp một liên minh bao gồm Ericsson, Deutsche Telekom, T-Mobile, SK Telecom và SoftBank để xây dựng mạng 6G trên cái mà họ gọi là nền tảng gốc AI. Nvidia đã và đang mở rộng quan hệ đối tác AI của mình trên các danh mục phần cứng, từ robot và trung tâm dữ liệu đến ô tô và cơ sở hạ tầng viễn thông là phần mở rộng hợp lý tiếp theo của chiến lược đó.
Jensen Huang đã lập luận rằng mọi mạng truy cập vô tuyến trong thế giới 6G về cơ bản sẽ hoạt động như một máy tính AI, làm mờ ranh giới giữa phần cứng truyền thông và suy luận AI. Nếu tầm nhìn đó được giữ vững, nút cổ chai sẽ chuyển từ phần mềm sang silicon, đặc biệt là việc các chip RF cơ bản có thể được sản xuất trên quy mô lớn với chi phí rẻ và đáng tin cậy như thế nào. Đó chính xác là nơi nền tảng của IMEC phù hợp.
IMEC chiếm một vị trí khác thường trong hệ sinh thái bán dẫn. Đây là một tổ chức phi lợi nhuận có trụ sở tại Leuven, Bỉ, với hơn 5.000 nhà nghiên cứu từ 96 quốc gia. Mô hình kinh doanh của nó là phát triển công nghệ chip tiền cạnh tranh với sự hợp tác của ngành công nghiệp, sau đó chuyển giao kết quả cho thương mại hóa. TSMC, công ty đang mở rộng hoạt động sản xuất chip ở châu Âu, là một trong những đối tác lâu dài của IMEC, cùng với Samsung, Intel và hầu hết các nhà sản xuất chip lớn trên thế giới.
Tầm quan trọng của tiêu chuẩn suy hao chèn 325GHz là nó không chỉ bao gồm các tần số mà 6G dự kiến sẽ sử dụng ban đầu mà còn bao gồm cả dải tần dưới terahertz mà các nhà nghiên cứu đang khám phá cho các liên kết tầm ngắn băng thông cực cao. Đạt được mức suy hao tín hiệu thấp ở các tần số này trên nền tảng sản xuất silicon tiêu chuẩn, thay vì trên các chất nền lạ, là điều khiến công việc này phù hợp với tính kinh tế triển khai hơn là chỉ đơn thuần là hiệu suất trong phòng thí nghiệm.
Điều này không có nghĩa là phần cứng 6G đã sẵn sàng để sản xuất. Lộ trình riêng của IMEC thừa nhận rằng nền tảng này cần phát triển hơn nữa để đạt được mức độ sẵn sàng sản xuất với số lượng thấp, chứ chưa nói đến sản xuất số lượng lớn mà việc triển khai viễn thông toàn cầu sẽ yêu cầu. Nhưng khoảng cách giữa bước đột phá trong nghiên cứu và chip thương mại thường kéo dài từ 5 đến 7 năm trong ngành bán dẫn và mạng 6G dự kiến sẽ không bắt đầu tiêu chuẩn hóa sớm nhất là cho đến năm 2028. Nền tảng của IMEC nằm trên dòng thời gian có thể giao thoa với thời điểm ngành viễn thông cần nó.
Nguồn The Next Web