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- El transistor de la Universidad de Pekín podría pasar a Intel, TSMC y los chips de silicio superiores de Samsung
- La cobertura completa de la puerta aumenta la velocidad y corta el uso de energía en el diseño de transistores chinos innovadores
- China puede ocurrir saltado la tecnología de chips de EE. UU. Con esta innovación de transistores sin silicio
Los investigadores chinos de la Universidad de Pekín han anunciado lo que parece un avance en el diseño de transistores, que si se comercializa, podría cambiar drásticamente la dirección del avance del chip.
El equipo creó un transistor sin silicio basado en un material bidimensional, Bismuth Oxyselenide.
La innovación depende de la casa Gate-All-Around (Gaafet), donde la puerta del transistor se envuelve completamente cerca de de la fuente. Los diseños tradicionales de FINFET, que dominan los procesadores actuales basados en silicio, solo permiten la cobertura parcial de la puerta. Esta estructura de cubierta completa mejoramiento el campo de acción de contacto entre la puerta y el canal, mejorando el rendimiento al acortar la fuga de energía y permitir un mejor control de corriente.
¿Podría esto marcar el final de los chips de silicio?
Publicado en Materiales de la naturalezael documento sugiere que el nuevo Gaafet 2D podría rivalizar o incluso pasar los transistores de silicio tanto en velocidad como en eficiencia energética.
Los investigadores afirman que su transistor 2D logra velocidades un 40% más rápido que los últimos chips de 3NM de Intel mientras usan 10% menos de potencia, rendimiento que lo colocaría por delante de los procesadores actuales de TSMC y Samsung.
La cobertura parcial de la puerta en los diseños tradicionales limita el control de corriente y aumenta la pérdida de energía. La nueva estructura de puerta completa aborda estos problemas, lo que resulta en una gran rendimiento de voltaje y un uso de potencia reaccionario bajo. El equipo ya ha construido pequeñas unidades lógicas utilizando el nuevo diseño.
“Es el transistor más rápido y capaz de la historia”, dijo la Universidad de Pekín. Estas afirmaciones están respaldadas por las pruebas realizadas en condiciones idénticas para las utilizadas para los principales chips comerciales.
“Si las innovaciones de chips basadas en los materiales existentes se consideran un ‘hato’, entonces nuestro avance de transistores 2D basados en materiales es similar a ‘cambiando carriles'”, dijo el profesor Peng Hailin, estudiado principal del esquema.
A diferencia de las estructuras verticales de Finfets, el nuevo diseño se asemeja a los puentes entrelazados. Este cambio arquitectónico puede pasar los límites de miniaturización que enfrentan la tecnología de silicio, especialmente cuando la industria empuja por debajo del origen de 3NM. Incluso podría beneficiar a las computadoras portátiles más rápidas que requieren tales chips compactos.
El equipo desarrolló dos nuevos materiales basados en bismuto: bi₂o₂se como el semiconductor y el bi₂seo₅ como el dieléctrico de la puerta.
Estos materiales presentan energía de desvaloración interfaz, reduciendo defectos y dispersión de electrones.
“Esto permite que los electrones fluyan casi sin resistor, como el agua a través de una tubería mújol”, explicó Peng.
Los resultados de rendimiento están respaldados por cálculos de teoría utilitario de densidad (DFT) y validados a través de pruebas físicas utilizando una plataforma de fabricación de incorporación precisión en PKU.
Los investigadores afirman que los transistores pueden fabricarse utilizando la infraestructura de semiconductores contemporáneo, que simplifica la integración futura.
