Una revolución en transistores está a punto de suceder. Prepárate para los transistores Fork-Sheet una tecnología que promete un 20% de reducción de área y un 10% de mejora en velocidad.

¿Estás listo para dar un salto hacia el futuro? ¡Empecemos!

La evolución de los transistores: En busca del dispositivo último

Pensar en transistores es pensar en el corazón de cada chip, CPU o GPU que conforman la tecnología moderna. Desde los primeros transistores planares hasta los actuales FinFET, la miniaturización ha sido la clave en el avance de la industria.

Pero, ¿qué viene después de los FinFET?

¡Conoce los transistores de nanoláminas!

Nanoláminas: apilando transistores para una mayor densidad

Los transistores de nanoláminas llevaron la tecnología FinFET un paso más allá, al girarlos horizontalmente y apilar varias estructuras una encima de la otra. Esto permitió que empresas como IBM lograran una altísima densidad de transistores, con 50 mil millones en tan solo 10 mm cuadrados.

Los transistores de nanoláminas son una evolución de los dispositivos FinFET (transistores de efecto de campo tridimensionales) utilizados en la fabricación de chips y procesadores. Estos transistores permiten un mayor control de la energía y una mayor densidad de transistores en un área determinada, lo que resulta en un mejor rendimiento y menor consumo de energía. En lugar de utilizar la estructura FinFET, los transistores de nanoláminas emplean láminas de silicio apiladas verticalmente. Estas nanoláminas se obtienen mediante un proceso de grabación mediante litografía ultravioleta extrema (EUV), que permite dibujar transistores en el chip sin necesidad de tanto espacio de separación como en otros métodos. La puerta de estos transistores envuelve completamente el canal, lo que mejora el control de la energía en comparación con los dispositivos FinFET.

Pero la historia no termina aquí. Estamos a punto de dar un nuevo salto: ¡los transistores Fork-Sheet!

¿Qué Son los Transistores Fork-Sheet? La siguiente etapa en la carrera de la miniaturización

Los transistores Fork-Sheet, desarrollados por IMEC, son una evolución de los transistores de nanoláminas. A diferencia de estos últimos, los Fork-Sheet cuentan con dos dispositivos separados por una pared dieléctrica, lo que permitirá ganar un 20% de área y reducir un 24% el consumo de energía.

Los transistores Fork-Sheet son una innovación en la tecnología de transistores en desarrollo para nodos de 2 nm. Estos transistores pertenecen a la categoría de «gate-all-around» (puerta en todo el contorno) e integran tanto nFET como pFET en la misma estructura, separados por una pared dieléctrica. Esta configuración permite una mayor densidad y rendimiento en comparación con los dispositivos de nanoláminas, así como una reducción en el área de escalado y una mayor eficiencia energética.

El camino hacia el transistor vertical: Un futuro prometedor

Los transistores Fork-Sheet son tan solo un paso intermedio en la búsqueda del transistor definitivo: el vertical. La idea es apilar dos dispositivos nanochip uno encima del otro para crear un CFET (Complementary FET). Esta estructura, similar al VFET de IBM, permitirá interconectar los transistores en múltiples niveles, generando un mayor grado de libertad para las herramientas de diseño y enrutamiento.

No solo IBM e IMEC están trabajando en transistores apilados, Intel también tiene planes de moverse hacia esta dirección. En 2024, planean debutar con transistores gate-all-around, su versión de los nanochip. Después, su objetivo es pasar a transistores apilados, manteniendo viva la Ley de Moore por años más.

La industria de semiconductores y su impacto en el mundo moderno

Como decía Lord Kelvin, «Lo que no se define no se puede medir. Lo que no se mide, no se puede mejorar. Lo que no se mejora, se degrada siempre«. La industria de semiconductores ha llevado esta premisa a su máxima expresión, impulsando avances tecnológicos en ámbitos como la inteligencia artificial, los cohetes espaciales y la computación. Sin embargo, el alto costo de fabricación y la limitada capacidad de producción plantean desafíos en el camino hacia el futuro.