El avance de los chips de grosor atómico promete dispositivos más rápidos, delgados y eficientes energéticamente

Un equipo de investigadores -dirigido por Chunsen Liu, de la Universidad Fudan de Shanghai- ha creado el primer chip 2D-CMOS totalmente funcional de la historia, que combina células de memoria 2D atómicamente finas con un chip de silicio tradicional. Este logro -detallado en la revista Nature- tiende un puente entre el potencial conceptual de los materiales 2D y su aplicación en el mundo real.

Durante décadas, los científicos han trabajado duro para reducir el tamaño de los circuitos de los chips de silicio, pero la tecnología se está acercando a sus límites físicos. los materiales 2D, que sólo tienen una capa de átomos de grosor, prometen una solución al problema, pero integrarlos con los procesadores convencionales ha sido un gran obstáculo de ingeniería, dada su fragilidad e inestabilidad.

Para superar estos retos, el equipo ideó una nueva tecnología que denominan Atom2Chip. Esta tecnología implica varias innovaciones clave, entre ellas un proceso completo en chip que permite integrar el material 2D (disulfuro de molibdeno monocapa) en la superficie rugosa del chip CMOS, y un embalaje especial para proteger la frágil capa atómica. Los investigadores también diseñaron un nuevo sistema multiplataforma para garantizar que los novedosos circuitos 2D pudieran comunicarse sin problemas con la plataforma CMOS madura.

El resultado no es un simple prototipo de laboratorio, sino un chip de memoria flash NOR 2D de 1 Kb con todas las funciones y capaz de realizar operaciones complejas basadas en instrucciones. En las pruebas, este chip alcanzó una velocidad de reloj de 5 MHz y demostró velocidades de programación y borrado de 20 nanosegundos con un bajo consumo de energía.

Este chip flash 2D sirve de modelo para los dispositivos de memoria de próxima generación, ya que promete una mayor densidad y una alta eficiencia energética. Aunque la demostración se centra en el almacenamiento de datos, el mismo enfoque podría aplicarse algún día a los procesadores. Estos avances podrían dar lugar a dispositivos más rápidos, delgados y eficientes desde el punto de vista energético.