Hoy en la Reunión Internacional de Dispositivos Electrónicos de IEEE, Los científicos de IBM dieron a conocer varios avances de investigación exploratoria que podrían conducir a avances importantes en la entrega de productos dramáticamente más pequeños, chips de computadora más rápidos y potentes.

Durante más de 50 años, Los procesadores de computadora han aumentado de potencia y se han reducido de tamaño a una velocidad tremenda. Sin embargo, Los diseñadores de chips de hoy se encuentran con limitaciones físicas con la Ley de Moore, detener el ritmo de la innovación de productos solo por escalar.

Con prácticamente todos los equipos electrónicos de hoy en día construidos sobre tecnología de semiconductores de óxido de metal de simetría complementaria (CMOS), Existe una necesidad urgente de nuevos materiales y diseños de arquitectura de circuitos compatibles con este proceso de ingeniería a medida que la industria de la tecnología se acerca a los límites de escalabilidad física del transistor de silicio.

Después de años de avances físicos clave que antes solo se lograban en un laboratorio, Los científicos de IBM integraron con éxito el desarrollo y la aplicación de nuevos materiales y arquitecturas lógicas en obleas de 200 mm (ocho pulgadas) de diámetro. Estos avances podrían proporcionar una nueva base tecnológica para la convergencia de la informática, comunicación, y electrónica de consumo.

Memoria de pista

La memoria de circuito combina los beneficios de los discos duros magnéticos y la memoria de estado sólido para superar los desafíos de las crecientes demandas de memoria y la reducción de los dispositivos.

Demostrar que este tipo de memoria es factible, hoy, los investigadores de IBM están detallando el primer dispositivo de memoria Racetrack integrado con tecnología CMOS en obleas de 200 mm, culminando siete años de investigación en física.

Los investigadores demostraron funcionalidad de lectura y escritura en una matriz de 256 en el plano, pistas de carreras horizontales magnetizadas. Este desarrollo sienta las bases para mejorar aún más la densidad y confiabilidad de la memoria Racetrack utilizando circuitos magnetizados perpendiculares y arquitecturas tridimensionales.

Este avance podría conducir a un nuevo tipo de computación centrada en datos que permita acceder a cantidades masivas de información almacenada en menos de una milmillonésima de segundo.

Grafeno

Este primer dispositivo de grafeno compatible con CMOS puede mejorar las comunicaciones inalámbricas, y habilitar nuevo, dispositivos de alta frecuencia, que puede funcionar en condiciones adversas de temperatura y radiación en áreas tales como aplicaciones médicas y de seguridad.

El circuito integrado de grafeno, un multiplicador de frecuencia, funciona hasta 5 GHz y es estable hasta 200 grados centígrados. Si bien aún debe evaluarse la estabilidad térmica detallada, Estos resultados son prometedores para el uso de circuitos de grafeno en entornos de alta temperatura.

La nueva arquitectura da la vuelta a la estructura actual del transistor de grafeno. En lugar de intentar depositar el dieléctrico de la compuerta en una superficie de grafeno inerte, los investigadores desarrollaron una nueva estructura de puerta integrada que permite un alto rendimiento del dispositivo en una oblea de 200 mm.

Nanotubos de carbon

Los investigadores de IBM demostraron hoy el primer transistor con longitudes de canal de menos de 10 nm, superando a los mejores dispositivos basados ​​en silicio de la competencia en estas escalas de longitud.

Si bien ya se considera en diversas aplicaciones que van desde células solares hasta pantallas, Se espera que las computadoras en la próxima década usen transistores con una longitud de canal por debajo de 10 nm, una escala de longitud en la que la tecnología de silicio convencional tendrá una dificultad extrema para funcionar incluso con nuevas arquitecturas de dispositivos avanzados. Los dispositivos de nanotubos de carbono escalados por debajo de la longitud de la puerta de 10 nm son un avance significativo para futuras aplicaciones en tecnología informática.

Aunque a menudo se asocia con la mejora de la velocidad de conmutación (en estado), Este avance demuestra por primera vez que los nanotubos de carbono pueden proporcionar un excelente comportamiento fuera de estado en dispositivos extremadamente escalados, mejor de lo que sugirieron algunas estimaciones teóricas de la corriente de túnel.