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IBM y Samsung desarrollan chip que crearía baterías de smartphones

Escrito por Octavio Castillo actualizado 15 diciembre, 2021

IBM y Samsung han desarrollado un chip que permitiría crear baterías que podrían durar con carga hasta por una semana

Hoy, IBM y Samsung Electronics anunciaron conjuntamente un gran avance en el diseño de semiconductores utilizando una nueva arquitectura de transistores verticales que demuestra un camino para escalar más allá de las nanohojas y tiene el potencial de reducir el uso de energía en un 85 por ciento en comparación con un transistor de efecto de campo de aletas escalado (finFET ) que es el tipo de chip más utilizado actualmente.

La escasez global de semiconductores ha destacado el papel fundamental de la inversión en la investigación y el desarrollo de chips y la importancia de los chips en todo, desde la informática hasta los electrodomésticos, los dispositivos de comunicación, los sistemas de transporte y la infraestructura crítica.

Este enfoque colaborativo de la innovación convierte al Albany Nanotech Complex en un ecosistema líder mundial para la investigación de semiconductores y crea una sólida línea de innovación, lo que ayuda a abordar las demandas de fabricación y acelerar el crecimiento de la industria global de chips.

El nuevo avance del transistor vertical podría ayudar a la industria de los semiconductores a continuar su implacable viaje para ofrecer mejoras significativas, que incluyen:

  • Arquitectura de dispositivo potencial que permite que el escalado de dispositivos semiconductores continúe más allá de la nanoplaca.
  • Baterías de teléfonos móviles que pueden durar más de una semana sin cargarse, en lugar de días.
  • Los procesos intensivos en energía, como las operaciones de criptominería y el cifrado de datos, podrían requerir una cantidad significativamente menor de energía y tener una menor huella de carbono.
  • Expansión continua de Internet de las cosas (IoT) y dispositivos de borde con menores necesidades de energía, lo que les permite operar en entornos más diversos como boyas oceánicas, vehículos autónomos y naves espaciales.

Puedes ver una explicación en vídeo del nuevo chip a continuación:

"El anuncio de tecnología de hoy trata sobre desafiar las convenciones y repensar cómo continuamos haciendo avanzar la sociedad y brindando nuevas innovaciones que mejoran la vida, los negocios y reducen nuestro impacto ambiental", señaló Mukesh Khare, vicepresidente de sistemas y nube híbrida de IBM Research. "Dadas las limitaciones que enfrenta actualmente la industria en múltiples frentes, IBM y Samsung están demostrando nuestro compromiso con la innovación conjunta en el diseño de semiconductores y una búsqueda compartida de lo que llamamos 'tecnología dura'".

La Ley de Moore, el principio de que la cantidad de transistores incorporados en un chip IC densamente poblado se duplicará aproximadamente cada dos años, se está acercando rápidamente a lo que se consideran barreras insuperables. En pocas palabras, a medida que más y más transistores se apiñan en un área finita, los ingenieros se están quedando sin espacio.

El chip desarrollado por IBM y Samsung permitirá que las baterías de los celulares puedan pasar una semana entre cargas en lugar de días.

Históricamente, los transistores se han construido para que queden planos sobre la superficie de un semiconductor, con la corriente eléctrica fluyendo lateralmente o de lado a lado a través de ellos. Con los nuevos transistores de efecto de campo de transporte vertical, o VTFET, IBM y Samsung han implementado con éxito transistores que se construyen perpendiculares a la superficie del chip con un flujo de corriente vertical o hacia arriba y hacia abajo.

El proceso VTFET aborda muchas barreras al rendimiento y limitaciones para extender la Ley de Moore a medida que los diseñadores de chips intentan empaquetar más transistores en un espacio fijo. También influye en los puntos de contacto de los transistores, lo que permite un mayor flujo de corriente con menos energía desperdiciada. En general, el nuevo diseño tiene como objetivo ofrecer una mejora dos veces mayor en el rendimiento o una reducción del 85 por ciento en el uso de energía en comparación con las alternativas finFET a escala1.

Recientemente, IBM anunció el avance de la tecnología de chip de 2 nm que permitirá que un chip quepa hasta 50 mil millones de transistores en un espacio del tamaño de una uña. La innovación de VTFET se centra en una dimensión completamente nueva, que ofrece un camino hacia la continuación de la Ley de Moore.

La innovación en el Complejo de Nanotecnología de Albany a menudo se dirige hacia la comercialización, y en ese extremo del ciclo de vida de los chips hoy, las empresas también anunciaron que Samsung fabricará los chips de IBM en el nodo de 5 nm. Se prevé que estos chips se utilizarán en las propias plataformas de servidor de IBM. Esto sigue al anuncio en 2018 de que Samsung fabricaría los chips de 7 nm de IBM, que estuvieron disponibles en la familia de servidores IBM Power10 a principios de este año. El procesador IBM Telum, también revelado a principios de este año, es fabricado de manera similar por Samsung utilizando diseños de IBM.

El legado de avances en semiconductores de IBM también incluye la primera implementación de tecnologías de proceso de 7 nm y 5 nm, tecnología de puerta metálica High-k, transistores de canal SiGe, DRAM de celda única, las leyes de escala de Dennard, fotorresistencias químicamente amplificadas, cableado de interconexión de cobre, silicio sobre aislante tecnología, microprocesadores multinúcleo, DRAM incorporada y apilamiento de chips 3D.

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