Una nueva instalación de sala limpia en Bélgica y el lanzamiento de kits de herramientas de diseño avanzado permitirán a investigadores y empresas emergentes de toda Europa comenzar a diseñar chips de próxima generación años antes de que puedan fabricarse físicamente.
Se inauguró en Lovaina (Bélgica) una nueva e importante instalación de investigación de semiconductores que brindará a investigadores, universidades, empresas emergentes y diseñadores de chips europeos la capacidad de comenzar a trabajar en las tecnologías que impulsarán las computadoras, los sistemas de inteligencia artificial, los vehículos y los centros de datos en la próxima década.
La instalación forma parte de la línea piloto NanoIC, una iniciativa europea liderada por imec y respaldada por la Ley Europea de Chips.
Combina una ampliación de 2.000 metros cuadrados de la sala limpia de imec (un laboratorio altamente controlado utilizado para desarrollar componentes de chips microscópicos) con el lanzamiento de dos kits de herramientas de diseño digital avanzado que permiten a los ingenieros simular futuras tecnologías de chips mucho antes de que existan en las fábricas.
Dentro de la sala blanca habrá algunos de los equipos de fabricación de chips más avanzados disponibles, incluido el sistema de litografía “High NA EUV” de próxima generación de ASML. La litografía es el proceso utilizado para imprimir los intrincados patrones que forman los circuitos de un chip a escalas medidas en átomos.
Además de esta infraestructura física, NanoIC ha lanzado dos “kits de diseño de procesos”, conocidos como PDK. Un PDK es un conjunto detallado de reglas digitales, modelos y archivos de software que permiten a los diseñadores experimentar cómo se comportaría una futura tecnología de chip. Significa que los diseñadores pueden empezar a trabajar hoy con las estructuras de chips del mañana.
Luc Van den hove, director ejecutivo de imec, dijo: “Desde que anunciamos en mayo de 2024 que imec albergaría la línea piloto NanoIC, hemos avanzado a toda velocidad: acelerando la adquisición de herramientas y lanzando un programa de contratación integral.
“Hoy, ese esfuerzo culmina con la inauguración de una ampliación de 2.000 m² de sala blanca en las instalaciones de imec”.
Uno de los kits de herramientas se llama “PDK de búsqueda de rutas A14”. La referencia “14 Angstrom” indica una escala extremadamente pequeña. Un angstrom es la diez milmillonésima parte de un metro. En este nivel, los ingenieros trabajan con estructuras de sólo unas pocas docenas de átomos de ancho.
Una característica clave de este entorno de diseño es algo que se describe como “contacto directo desde atrás”. En términos simples, esto significa suministrar energía eléctrica a un chip desde la parte posterior de la oblea en lugar de pasarla a través de capas de cableado en la superficie superior. Esto reduce la resistencia eléctrica, conocida como “caída de IR”, lo que desperdicia energía y limita el rendimiento.
Según los datos de NanoIC, este enfoque podría permitir que los futuros chips sean un 18 por ciento más pequeños y utilicen un 7 por ciento menos de energía para obtener el mismo rendimiento en comparación con diseños anteriores. El kit de herramientas está respaldado por software estándar de la industria de Cadence y Synopsys e incluye una gran biblioteca de diseño para permitir la experimentación práctica.
El segundo conjunto de herramientas se centra en la “DRAM integrada”. La DRAM, o memoria dinámica de acceso aleatorio, normalmente se encuentra fuera de un procesador y se utiliza para almacenar datos temporalmente mientras una computadora está en funcionamiento. Incrustar esta memoria directamente en el chip la acerca físicamente al procesador, lo que reduce el tiempo y la energía necesarios para mover datos de un lado a otro.
Esto es particularmente importante para los sistemas de inteligencia artificial y las cargas de trabajo con uso intensivo de datos, que requieren un acceso rápido a grandes volúmenes de información.
Marie García Bardon, directora de departamento de imec y líder del paquete de trabajo dentro del proyecto NanoIC, dijo: “Los PDK como A14 y eDRAM son catalizadores para el aprendizaje y el diseño. Ofrecen un entorno sólido para la evaluación práctica y la comparación cuantitativa de diferentes opciones tecnológicas.
“Este enfoque acelera el aprendizaje, elimina los riesgos de la innovación arquitectónica y de diseño y ayuda a los diseñadores a prepararse para nodos lógicos avanzados y tecnologías de memoria integrada mucho antes de que el hardware esté disponible”.
Ambos PDK están disponibles a través de Europractice, un esquema de acceso europeo que permite a las instituciones y empresas de investigación utilizar herramientas avanzadas de diseño de chips. Se planean talleres en marzo y mayo para apoyar la adopción.
Giuseppe Fiorentino, director de programas de NanoIC, afirmó: “Al hacer que estos PDK sean ampliamente accesibles, reducimos las barreras para que las universidades, la industria y las empresas emergentes interactúen con las tecnologías de próxima generación.
“El acceso a reglas y flujos realistas permite a los equipos explorar nuevas direcciones de investigación y conceptos innovadores que se incorporarán directamente a la cadena de valor europea de semiconductores”.
La línea piloto NanoIC cuenta con el apoyo de socios de investigación en Francia, Alemania, Finlandia, Irlanda y Rumanía. Durante los próximos cinco años, se instalarán más de 100 nuevas herramientas en estos sitios para respaldar la experimentación con tecnologías más allá del actual nodo de fabricación de 2 nanómetros.
Van den hove añadió: “Al proporcionar acceso a tecnologías de semiconductores de vanguardia, la línea piloto NanoIC desempeñará un papel crucial en el fortalecimiento del tejido industrial de Europa en la era de la IA y garantizará un clima de crecimiento económico, seguridad y prosperidad en las próximas décadas”.
LEER MÁS: ‘El universo ‘debería ser más grueso que esto’, dicen los científicos después del mayor estudio del cielo jamás realizado”. El mapa más detallado del cosmos moderno hasta el momento sugiere que el universo es ligeramente menos “grumoso” de lo que la física del Big Bang dice que debería ser, lo que plantea nuevas preguntas sobre la energía oscura, la gravedad y cómo evolucionó el cosmos.
¿Tiene noticias para compartir o experiencia para contribuir? El europeo acoge con agrado las opiniones de líderes empresariales y especialistas del sector. Póngase en contacto con nuestro equipo editorial para obtener más información.
Imagen principal: Investigadores dentro de las instalaciones de sala limpia de imec en Lovaina, donde las nuevas herramientas NanoIC permitirán a los diseñadores modelar tecnologías de chips de próxima generación antes de que puedan fabricarse. Crédito: imec