miércoles , enero 26 2022
Material being tested could lead to more powerful phones with longer battery life

El material probado puede resultar en teléfonos más potentes con una mayor duración de la batería

Ésta es la pregunta más importante en la industria electrónica actual. ¿Cómo puede la industria de chips continuar la ley de Moore? La última es la observación del cofundador y ex director ejecutivo de Intel, Gordon Moore, de que la cantidad de transistores en un circuito integrado denso se duplica cada dos años. La observación original, hecha a mediados de la década de 1960, preveía originalmente que el número de transistores debería duplicarse cada año. La “ley” es importante porque cuanto mayor es la densidad de transistores de un chip (número de transistores que caben en un mm cuadrado), más potente y eficiente en energía es un chip.

El equipo de investigación descubre nuevo material que podría mantener viva la Ley de Moore

Aquí hay un ejemplo. El chipset Apple A13 Bionic fue fabricado por TSMC en 2019 utilizando el nodo de proceso de 7 nm de la fundición. Con una densidad de transistores de casi 90 millones por centímetro cuadrado, el A13 Bionic suministra el iPhone 11 Serie, contenía 8.5 mil millones de transistores. El A14 Bionic fue fabricado por TSMC en 2020 utilizando su nodo de proceso de 5 nm. Este chip contiene 134 millones de transistores en un milímetro cuadrado y proporciona un recuento de transistores de 11,8 mil millones de transistores. El próximo año, Se espera que TSMC comience a producir circuitos integrados de 3 nm. Tanto Samsung como Samsung tienen hojas de ruta que reducen la producción a 2 nm.

Pero, ¿qué pasará después de 2 nm y más? Muchos analistas dicen que la ley de Moore está muerta, a pesar de que esa declaración se ha hecho antes y las nuevas tecnologías allanaron el camino para su continuación. En uno Publicación del informe Nature Materials (sobre Phys.org) los investigadores dicen que están buscando una nueva clase de materiales que puedan mantener frías las virutas incluso cuando se hacen más pequeñas. La gestión del calor creado al colocar más circuitos en un chip más pequeño es uno de los problemas que enfrentan los diseñadores y fabricantes de chips. Este es un gran problema porque no solo aumenta la cantidad de circuitos, sino que el tamaño del chip también se reduce y los transistores están más cerca entre sí. Esto dificulta la disipación del calor para evitar dañar los circuitos.

El aislamiento utilizado en los chips conduce la corriente lejos de los circuitos; Este aislamiento se conoce como “dieléctrico de baja k”. Phys. org los llama “el héroe silencioso que hace posible toda la electrónica” tomando las medidas necesarias para evitar la erosión e interferencia de la señal. Los investigadores que trabajan en el nuevo material son Patrick E. Hopkins, profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la Universidad de Virginia, y Will Dichtel, profesor del Departamento de Química de la Universidad Northwestern. Hopkins dice: “Los científicos estaban buscando un material dieléctrico de bajo k que pudiera abordar la transferencia de calor y los problemas de espacio en una escala mucho menor. Si bien hemos recorrido un largo camino, nuevos avances solo llegarán si podemos hacerlo”. Combinar disciplinas. Para este proyecto, utilizamos investigaciones y principios de diferentes campos (ingeniería mecánica, química, ciencia de materiales, ingeniería eléctrica) para resolver un problema realmente difícil que ninguno de nosotros podría resolver por nuestra cuenta. “

Dichtel explicó lo que el equipo está haciendo para hacer posibles chips más pequeños: “Tomamos láminas de polímero que tienen un solo átomo de grosor, lo llamamos 2-D, y controlamos sus propiedades colocando las láminas en una arquitectura específica. Nuestros esfuerzos para mejorar los métodos por hacer películas de polímero 2-D de alta calidad hizo posible esta colaboración. El equipo está aplicando esta nueva clase de materiales para cumplir con los requisitos de miniaturización de transistores en un chip denso. Esto tiene un enorme potencial para su uso en la industria de los semiconductores. El material tiene baja conductividad eléctrica o propiedades de “baja k” y alta transferencia de calor “.

En la Hoja de ruta internacional para semiconductores, la combinación de propiedades mencionadas por Dichtel se citó como necesaria para la creación de circuitos integrados de próxima generación. Austin Evans, un estudiante de doctorado en el laboratorio de Dichtel, dijo: “En este proyecto nos estamos enfocando en las propiedades térmicas de esta nueva clase de materiales, lo cual es fantástico, pero lo que es aún más emocionante es que solo estamos rascando la superficie. El desarrollo de nuevas clases de materiales con combinaciones únicas de propiedades tiene un potencial tecnológico asombroso “. Y parece que uno de ellos está extendiendo la vida de la Ley de More.

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