Nhà sản xuất chip hàng đầu châu Âu Infineon thông báo họ đã phát triển công nghệ wafer gallium nitride (GaN) 12 inch đầu tiên trên thế giới. Mục tiêu là nắm bắt nhu cầu ngày càng tăng đối với chất bán dẫn được sử dụng trong các trung tâm dữ liệu AI ngốn nhiều năng lượng và xe điện.

Infineon cho biết bước đột phá công nghệ này sẽ “giúp thúc đẩy đáng kể thị trường chất bán dẫn công suất dựa trên GaN”.

Chất bán dẫn công suất có vai trò quan trọng trong việc kiểm soát dòng điện cho nhiều ứng dụng như công nghiệp, ô tô và tiêu dùng, theo Nikkei Asia. Tầm quan trọng của chúng ngày càng tăng khi ngành công nghệ mở rộng cơ sở hạ tầng trung tâm dữ liệu để hỗ trợ điện toán AI – vốn cần tiêu thụ nguồn năng lượng lớn.

Adam White, Chủ tịch hệ thống cảm biến và điện nặng tại Infineon, dự kiến các lô hàng đầu tiên cho khách hàng sẽ có sẵn vào quý IV/2025.

Ông nói: “Chúng tôi thấy tiềm năng ứng dụng trong các lĩnh vực công nghiệp, tiêu dùng, máy tính và những thứ như nguồn điện cho AI. Đó là một cơ hội hoàn hảo. Chúng tôi cũng đang mở rộng ứng dụng trong lĩnh vực robot”.

Hiệu suất cao, ứng dụng đa dạng

Công ty tuyên bố, công nghệ wafer GaN lớn hơn sẽ đem lại hiệu quả sản xuất vượt trội vì wafer 12 inch có thể chứa nhiều chip gấp 2,3 lần so với wafer 8 inch (đường kính 200mm), hiện là tiêu chuẩn của ngành đối với chip nguồn.

Chip GaN là một loại chất bán dẫn hợp chất, được gọi như vậy vì vật liệu wafer của chúng là hợp chất chứ không phải là một nguyên tố đơn lẻ, như silicon. Loại chip này cung cấp nhiều năng lượng hơn so với chip silicon truyền thống – phù hợp để chế tạo bộ sạc và bộ chuyển đổi nhỏ gọn, hiệu quả cho nhiều ứng dụng khác nhau.

Một lợi thế lớn khi chuyển sang công nghệ wafer GaN 12 inch là chúng có thể được sản xuất bằng thiết bị hiện có dùng cho chip silicon, vì quy trình sản xuất 2 vật liệu này rất giống nhau,.

Công nghệ wafer GaN của Infineon đang được phát triển và sẽ được sản xuất tại nhà máy chip của công ty ở Villach, Áo.

Tiềm năng và thách thức

Các đối tác của Infineon trong việc ứng dụng công nghệ chip GaN bao gồm Samsung, Dell, Omron và Delta Electronics.

Tuy nhiên, giá chip GaN hiện vẫn đắt hơn chất bán dẫn silicon. Thêm vào đó, GaN cũng khó xử lý hơn silicon và việc đảm bảo wafer GaN kích thước lớn không mắc lỗi kỹ thuật vẫn là một thách thức lớn.

Công ty phân tích ngành Yole dự đoán thị trường GaN điện sẽ tăng trưởng từ 260 triệu USD vào năm 2023 lên hơn 2,25 tỷ USD vào năm 2029 khi nhu cầu sử dụng mở rộng từ nguồn cung cấp điện cho người tiêu dùng sang xe điện và xe hybrid cũng như trung tâm dữ liệu.

CEO Infineon, Jochen Hanebeck đã gọi công nghệ mới này là “bước ngoặt trong ngành” giúp nhà sản xuất chip “khai thác toàn bộ tiềm năng của gallium nitride”. Ông nói thêm rằng Infineon đang nắm giữ 3 vật liệu chính cho chất bán dẫn là silicon, silicon carbide và gallium nitride.

Theo Nikkei Asia