Intel Fonderie: le chiplet GaN le plus fin au monde, 19 µm

Intel Foundry franchit un cap avec un chiplet en nitrure de gallium (GaN) de 19 μm d’épaisseur, le plus fin au monde. Démontré sur tranches GaN sur silicium de 300 mm, ce module réunit puissance, vitesse et efficacité dans un format minuscule. De quoi viser des centres de données plus sobres et des réseaux 5G/6G mieux maîtrisés.

Intel Foundry vient d’atteindre un nouveau jalon avec la création d’un chiplet GaN record, limité à 19 μm d’épaisseur.

Intel Foundry propulse les data centers et les réseaux avec le chiplet GaN le plus fin au monde

Intel apporte davantage de puissance, de vitesse et de rendement dans un encombrement réduit avec son dernier démonstrateur, un chiplet GaN ultrafin. Présenté par Intel Foundry, l’équipe de recherche a exposé un premier chiplet GaN de ce type, fabriqué sur tranches GaN sur silicium de 300 mm, d’une épaisseur de 19 μm, pensé pour la prochaine étape des semi-conducteurs. Voici l’essentiel de cette avancée:

• Intel Foundry a mis au point le chiplet en nitrure de gallium (GaN) le plus fin au monde: son silicium de base ne mesure que 19 micromètres, issu d’une tranche GaN sur silicium de 300 mm.
• Les chercheurs ont réussi à combiner des transistors GaN et des circuits numériques classiques sur silicium au sein d’une seule puce, ce qui autorise l’intégration de fonctions de calcul complexes directement dans des chiplets de puissance, sans chiplet compagnon séparé.
• Des tests de fiabilité approfondis montrent que cette technologie GaN répond aux exigences pour un déploiement réel, permettant des électroniques plus petites et plus efficaces pour des applications allant des centres de données aux futures communications 5G et 6G.

Présentée à l’IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM) 2025, cette réalisation s’attaque à un défi central de l’informatique moderne: livrer davantage de puissance, de vitesse et d’efficacité dans un espace toujours plus contraint. Pour répondre aux besoins croissants des GPU, des serveurs et des réseaux sans fil, l’équipe Intel Foundry a mis au point un chiplet GaN ultrafin dont la base en silicium ne fait que 19 μm, accompagné des premiers circuits de commande numériques entièrement monolithiques intégrés au die, le tout via un procédé de fabrication unique.

La demande pour ce type d’innovation découle d’une équation simple: plus de capacités dans moins d’espace, tout en gérant des charges de puissance plus élevées et des débits plus rapides. Les technologies au silicium traditionnel approchent de leurs limites physiques, et des matériaux alternatifs comme le GaN prennent le relais. Intel Foundry associe un chiplet GaN ultramince et des circuits de contrôle numériques intégrés au die, ce qui évite le recours à un chiplet compagnon et réduit les pertes liées au routage des signaux entre composants. Des campagnes de tests de fiabilité démontrent en outre que cette plateforme répond aux exigences d’un produit commercialisable.

Cette technologie ouvre la voie à des gains concrets dans plusieurs secteurs. Dans les data centers, des chiplets GaN peuvent commuter plus vite avec moins de pertes que leurs équivalents en silicium. On peut ainsi concevoir des régulateurs de tension plus compacts et plus efficaces, positionnés au plus près du processeur pour réduire les pertes résistives sur de longues lignes d’alimentation. Dans les infrastructures sans fil, les performances hautes fréquences des transistors GaN en font une candidate naturelle pour les frontaux RF, par exemple dans les stations de base 5G et 6G en développement pour la prochaine décennie. La capacité du GaN à fonctionner efficacement au-delà de 200 GHz l’oriente vers les bandes centimétriques et millimétriques sur lesquelles miseront les futurs réseaux. Au-delà des réseaux, ces atouts intéressent aussi les radars, les communications satellitaires et les applications photoniques nécessitant des commutations électriques rapides pour moduler la lumière.

Face aux puces traditionnelles en CMOS sur silicium, les chiplets GaN combinent des avantages que le silicium peine à offrir à ses limites physiques. Le GaN fournit une densité de puissance plus élevée, autorisant des systèmes plus performants dans un format réduit, un point crucial pour l’alimentation au plus près des charges dans les data centers, les véhicules électriques (véritables data centers sur roues) et les stations radio. Le silicium devient moins fiable au-delà d’environ 150 °C, ce qui restreint son emploi en environnements chauds.

Grâce à sa large bande interdite, le GaN peut fonctionner à des températures plus élevées avec une meilleure stabilité, réduire les pertes de commutation et faciliter la gestion thermique, diminuant la taille et le coût des systèmes de refroidissement. Par ailleurs, l’utilisation par Intel Foundry de tranches standards de 300 mm pour la production GaN reste compatible avec l’infrastructure de fabrication actuelle du silicium, limitant la nécessité d’investissements lourds.