JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.
 ETN.fi  Annonsera Utgivningsplan Månadsmagasinet Prenumerera Konsultguide Om oss  About / Advertise
tisdag 22 september 2020 VECKA 39
Guidelines for contributing Technical Papers: download PDF

Transistorer baserade på nanotrådar klarar högre frekvenser och blir energisnålare än dagens CMOS-komponenter. Tekniken kommer från universitet i Lund och går att integrera i kiselprocesser. Dagarna före jul tog C2Amps – som håller på att kommersialisera tekniken – in tre miljoner kronor i såddkapital.

Vi för diskussioner med potentiella kunder, framförallt halvledartillverkare. Sen är det intressant att höra vad deras kunder har för önskemål om prestanda, där har vi en väldigt bra diskussionspartner i Ericsson. Man kan också tänka sig att de som tillverkar processutrustning för halvledartillverkning kan bli kunder, säger Lars Tilly, vd och en av grundarna till C2Amps.
Transistorerna har utvecklats inom ramen för det treåriga EU-projektet Insight, som avslutades sommaren 2019. Arbetet har utförts professor Lars-Erik Wernerssons grupp i Lund tillsammans med kollegor i Europa. Man har tagit fram teoretiska modeller för transistorerna och tillverkat fungerande komponenter.

Projektet blev så lyckat att det fått en fortsättning döpt till Sequence som fått finansiering med cirka 50 miljoner kronor för ytterligare tre år. Även finansiering från Vinnovas program Smartare Elektroniksystem har tilldelats C2Amps och Lunds universitet för att verifiera producerbarheten.

– Nanotråden utgör kanalen och står på hög kant. Gaten är lindad runt nanotråden vilket gör att man kommer åt att styra strömmen från alla håll och därmed fås en högre förstärkning, transkonduktans, säger Lars Tilly och Lars-Erik Wernersson fyller i:

– Nanotrådarna tillverkas av ett III-V-material (IndiumGalliumArsenid) vilket gör att mobiliteten blir högre än för kisel.

Transistorerna fungerar för tillämpningar på åtminstone 100 GHz. Det handlar till att börja med om förstärkare och andra rf-block till produkter för 5G och så småningom även 6G.

– De tre miljonerna vi fått in ska bland annat gå till att ta fram två prototypkretsar med relativt enkel topologi, säger Lars Tilly.

Det är en lågbrusförstärkare för 28 GHz och en effektförstärkare med en uteffekt mellan 15 och 20 dBm. Kretsarna ska bli klar under året.

– Det handlar inte om att få världens bästa prestanda utan visa att komponenterna fungerar på ett förutsägbart sätt.

Steget därefter blir att få till gemensamma utvecklingsprojekt med kunder vilket ligger ett eller två år fram i tiden.

I den långsiktiga planen finns också att transistorn ska kunna användas i digital logik. Längst har företaget kommit med N-transistorerna, men för digital logik behövs också P-transistorer.

C2Amps ska dock inte bli en komponentleverantör. Tanken är att ta fram modeller av transistorn och ett recept för tillverkningen. Det första inbegriper design- och layoutbibliotek som kopplas till kommersiella EDA-verktyg. Därmed kan de potentiella kunderna själva designa exempelvis förstärkare baserat på transistorerna.

Det senare är en förutsättning för att kretsarna ska kunna tillverkas.

– Det går att odla nanotrådar­na direkt på kisel vilket är en stor fördel.

Med hjälp av vanliga litografiska processer kan man definiera ytor med nanotrådar exakt där man vill ha dem på samma sätt som man tillverkar dagens CMOS-transistorer.

Historiskt har halvledartillverkarna varit extremt skeptiska till att släppa in nya material i renrummen. Det finns alltid en risk att de kontaminerar processen och därmed förstör komponenterna. Ett av få undantag har varit germanium och på senare tid även koppar, men i takt med att rena CMOS-processer tvingats hantera allt högre frekvenser har motståndet minskat.

– Nanotrådstransistorer tillverkade av III-V-material finns inritade i branschorganisationen ITRS roadmap framåt 2025 som en möjlighet, säger Lars-Erik Wernersson.

Han påminner också om att galliumnitrid varit en stark trend de senaste åren.

Precis som man för CMOS-processer pratar kanallängder, och tillhörande skalning, går även nanotrådarna att successivt att göra mindre. Idag är de runt 100 nm långa men forskarna har visat trådar som är så korta som 20 nm.

Artikeln är tidigare publicerad i magasinet Elektroniktidningen.
Prenumerera kostnadsfritt!

C2Amps har en handfull egna patent och patentansökningar kring nanotrådstransistorn. Dessutom har Lundaforskare, inklusive professor Lars Samuels­son, många grundläggande patent på nanotrådstekniken.

– Vi blir bra positionerade på marknaden, säger Lars-Erik Wernersson.

Företaget har fyra anställda och planen är att anställa ytter­ligare någon person.

– I och med att vi fått den första externa finansieringen kan vi gasa på ordentligt, säger Lars Tilly.

MER LÄSNING:
 
Pappersmagasinet Nyhetsbrev
SENASTE KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus

Vi gör Elektroniktidningen

Anne-Charlotte Sparrvik

Anne-Charlotte
Sparrvik

+46(0)734-171099 ac@etn.se
(sälj och marknads­föring)
Per Henricsson

Per
Henricsson
+46(0)734-171303 per@etn.se
(redaktion)

Anna Wennberg

Anna
Wennberg
+46(0)734-171311 anna@etn.se
(redaktion)

Jan Tångring

Jan
Tångring
+46(0)734-171309 jan@etn.se
(redaktion)