Les ingénieurs de Penn développent un inducteur toroïdal vertical compatible CMOS pour l'intégration sur puce

PHILADELPHIE – 2 décembre 2025 – Des chercheurs du groupe MicroSensors et MicroActuators de l'Université de Pennsylvanie ont dévoilé une percéeinducteur toroïdal verticalintégré directement dans des tranches de silicium, permettant une intégration ultra-compacte sur puce pour les convertisseurs de puissance et l'électronique haute fréquence. L'étude, publiée dans une revue de premier plan en microélectronique, détaille un processus de fabrication compatible CMOS qui surmonte le défi de l'intégration de structures magnétiques 3D dans des tranchées profondes de silicium.

Le prototypeinducteur toroïdal verticalatteint une inductance de 60 nH, une résistance CC de 399 mΩ et un facteur de qualité de 17,5 à 70 MHz, des mesures de performances qui rivalisent avec les inductances conventionnelles montées en surface tout en occupant beaucoup moins d'espace. En utilisant la gravure de tranches à plusieurs niveaux, la mise en forme de cavités et les interconnexions à travers la tranche, l'équipe a réussi à intégrer l'inducteur dans le substrat de silicium, avec des circuits de commande numérique et des interrupteurs d'alimentation positionnés sur la surface de la tranche. Cette conception réduit la taille globale des convertisseurs DC-DC jusqu'à 40 %, résolvant ainsi un goulot d'étranglement majeur dans la miniaturisation de l'électronique portable, des appareils portables et des appareils IoT.

« Intégrationinducteurs toroïdaux verticaux"La technologie est particulièrement prometteuse pour les circuits intégrés 3D et les modules de gestion de l'énergie de nouvelle génération, où l'efficacité spatiale et les performances thermiques sont essentielles. L'équipe collabore actuellement avec les fabricants de semi-conducteurs pour faire évoluer le processus vers une production de masse.