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microprocesador de 5nm de IBM

05.06.2017

IBM IT Corporation anunció la creación de las primeras muestras funcionales de procesadores con transistores de 5 nanómetros. El desarrollo se realizó en conjunto con GlobalFoundries y Samsung Electronics.

La nueva tecnología permite colocar hasta 30 mil millones de transistores en un solo chip del tamaño de una uña humana y utilizarlos en una variedad de equipos, desde teléfonos inteligentes hasta naves espaciales. Los primeros chips de 7nm del mundo, anunciados por IBM hace dos años, tenían 20 mil millones de transistores.

Una mayor densidad de transistores en un microcircuito aumenta la velocidad de la señal que pasa entre ellos. IBM afirma que las soluciones de 5 nm son un 40 % más productivas que los chips actuales de 10 nm, o un 75 % más eficientes energéticamente que ellos a la misma velocidad.

El chip presentado utiliza un nuevo tipo de transistores, combinados en las denominadas nanoláminas de silicio (silicon nanosheets). Envían electrones a través de cuatro puertas, entonces en el caso de los transistores FinFET (considerados los más avanzados en este momento en el mercado masivo), estamos hablando de tres puertas. La tecnología FinFET ha aparecido en semiconductores de 22nm y 14nm y se espera que permanezca en chips de 7nm. La industria de los semiconductores se está alejando de FinFET porque la tecnología no es escalable geométricamente, dijo Mukesh Khare, vicepresidente de investigación de semiconductores de IBM Research.

"Ir más allá de los 7nm es una innovación importante”, comenta Hare. "Es una innovación en el diseño y en cómo se ensamblan más transistores. Esta estructura de transistor allana el camino para un verdadero proceso de 5nm".

Por el momento, todavía es demasiado pronto para hablar sobre el lanzamiento comercial de chips de 5nm (fechas tentativas: 2020). Sin embargo, ya se sabe que para la producción de este tipo de soluciones, IBM utilizará la tecnología de fotolitografía en ultravioleta profundo (extreme ultraviolet lithography, EUV).

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Los materiales para el transistor eran sulfuro de molibdeno y nanotubos de carbono, fue esta combinación la que hizo posible reducir radicalmente el tamaño de la puerta: es este elemento del dispositivo el que controla su conductividad. El diseño involucra tres capas: un sustrato de silicio, placas de dióxido de circonio con un nanotubo de carbono que pasa a través de ellas y una película delgada de disulfuro de molibdeno.

Debido a la mayor resistencia del disulfuro de molibdeno que del silicio, la puerta de incluso un solo nanotubo de carbono crea un fuerte campo eléctrico para evitar que los electrones "salten" de un extremo del transistor al otro utilizando túneles cuánticos.

"Hemos creado los transistores más pequeños hasta la fecha. El dispositivo de puerta nanométrica demuestra que la elección correcta de materiales permite una mayor reducción en el tamaño de la electrónica", dijo Ali Javey, miembro del equipo de investigación.

Es imposible usar estos transistores para la electrónica en este momento, ya que no existe tecnología para imprimirlos e incorporarlos en chips, pero esta es una tarea para el futuro.

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