Apilar transistores semiconductores puede ayudar a eludir la ley de Moore
KAUST
A medida que los fabricantes de chips hacen que sus productos sean cada vez más pequeños, se topan con los límites de la potencia informática que se puede incluir en un chip. Un chip que ha batido récords ha evitado el problema y podría dar lugar a dispositivos electrónicos fabricados de forma más sostenible.
Desde la década de 1960, hacer que la electrónica fuera más potente significaba hacer que sus componentes básicos (los transistores) fueran más pequeños y más densamente empaquetados en chips. Esta tendencia fue captada por la famosa ley de Moore, que sugiere que el número de componentes de un microchip se duplicará cada año. Pero esta ley comenzó a fallar alrededor de 2010. Xiaohang Li, de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah en Arabia Saudita, y sus colegas ahora han demostrado que, en lugar de reducir su tamaño, la manera de salir de este enigma puede ser construir hacia arriba.
Diseñaron un chip que tiene 41 capas verticales de dos tipos diferentes de semiconductores separados por un material aislante: una pila de transistores aproximadamente 10 veces más alta que cualquiera que se haya fabricado antes. Para probar su funcionalidad, el equipo hizo 600 copias, todas las cuales tenían un rendimiento similar y confiable, y usó algunos de estos chips apilados para implementar algunas operaciones básicas diferentes que las computadoras o los dispositivos de detección necesitan. Las fichas funcionaron de manera similar a algunas más tradicionales que no están apiladas.
Li dice que fabricar estas pilas requirió métodos que consumían menos energía que la fabricación de chips más estándar. Thomas Anthopoulos, miembro del equipo de la Universidad de Manchester en el Reino Unido, dice que el nuevo chip no necesariamente conducirá a nuevas supercomputadoras, pero si pudiera usarse en dispositivos comunes como electrónica doméstica inteligente y dispositivos de salud portátiles, disminuiría la huella de carbono de la industria electrónica y al mismo tiempo ofrecería más funcionalidad con cada capa agregada.
¿A qué altura podría llegar la pila? “Realmente no hay forma de parar. Podemos seguir haciéndolo. Es sólo cuestión de sudor y lágrimas”, dice Anthopoulos.
Pero persisten desafíos de ingeniería en términos de qué tan caliente puede llegar a ser el chip antes de fallar, dice Muhammad Alam de la Universidad Purdue en Indiana. Es un poco como intentar mantenerte fresco usando varias parkas a la vez, ya que cada capa añade calor, dice. El límite de calor actual del chip de 50°C debería aumentarse en 30 grados o más para que sea práctico usarlo fuera del laboratorio, dice Alam. Sin embargo, en su opinión, la única manera de que la electrónica avance en el corto plazo es adoptar precisamente este enfoque y crecer verticalmente.
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