Así es el ordenador de nanotubos de carbono más potente del mundo
COMPUTACIÓN.
Se trata de un microprocesador funcional de 16 bits construido a partir de más de 14.000 transistores de nanotubos de carbono creado por el MIT. Para lograr tal avance, el equipo ha desarrollado varias soluciones para algunos de los históricos problemas de la fabricación de chips.
Felice Frankel.
Un equipo de académicos del MIT ha presentado el chip más avanzado del mundo que está hecho de nanotubos de carbono, cilindros con paredes del ancho de un solo átomo de carbono. El nuevo microprocesador, que es capaz de ejecutar un programa de software convencional, podría ser un hito importante en el camino para encontrar alternativas de silicio.
La industria electrónica está luchando con una desaceleración en la Ley de Moore , que sostiene que la cantidad de transistores que se pueden empaquetar en un procesador de silicio se duplica aproximadamente cada dos años. Esta tendencia se enfrenta a sus límites físicos: a medida que el tamaño de los dispositivos se reduce a unos pocos átomos, la corriente eléctrica comienza a filtrarse desde los canales metálicos que la transportan a través de los transistores. El calor que se libera agota la eficiencia energética de los semiconductores e incluso puede hacer que fallen.
Los nanotubos de carbono podrían ser la solución perfecta. Los transistores de nanotubos no solo son más rápidos que los de silicio, sino que los estudios han encontrado que los chips hechos de nanotubos podrían ser hasta diez veces más eficientes energéticamente. Este aumento de eficiencia podría extender significativamente la duración de la batería de los dispositivos electrónicos.
Los investigadores han estado trabajando en chips alternativos que involucran a las moléculas durante décadas, pero los dolores de cabeza de fabricación han mantenido a los procesadores atascados en los laboratorios de investigación. En un artículo publicado en Nature, el equipo del MIT dice que ha encontrado formas de superar algunos de los mayores obstáculos para producirlos a escala.
Mezclado.
Un problema es que cuando se fabrican nanotubos de carbono, vienen en dos tipos mezclados : el primero son semiconductores que son perfectos para crear circuitos integrados, pero el segundo conduce corriente eléctrica como un cable, que absorbe más energía e incluso puede socavar el circuito. actuación. Para que los chips sean económicamente viables, se necesita una forma rentable de minimizar el impacto del último grupo.
Otro problema es que para fabricar los chips, se debe depositar una monocapa uniforme de nanotubos de carbono sobre una oblea. Pero esto ha resultado difícil porque los nanotubos tienen una tendencia molesta a agruparse. Un paquete de ellos que aterriza en un transistor puede dejarlo fuera de acción.
Estos y otros desafíos intrigaron a Max Shulaker, un profesor del MIT que trabajó en otros proyectos notables en el campo y recibió fondos de la Agencia de Investigación de Proyectos Avanzados de Defensa de los Estados Unidos para desarrollar tecnología de nanotubos .
El grupo de investigadores que dirige ha desarrollado un microprocesador funcional de 16 bits construido a partir de más de 14,000 transistores de nanotubos de carbono que Shulaker afirma que es el más complejo jamás demostrado. Las técnicas que han ideado pueden implementarse con equipos utilizados para fabricar chips de silicio convencionales, lo que significa que los fabricantes de chips no tendrán que invertir en equipos nuevos y costosos si quieren fabricar procesadores de nanotubos.
Cuando analizaron el problema de la mezcla, los investigadores descubrieron que algunos tipos de puertas lógicas, que son bloques de construcción fundamentales de los circuitos digitales, eran más resistentes a los problemas provocados por los nanotubos metálicos que otros. Eso los llevó a desarrollar un nuevo diseño de circuito que prioriza estas puertas, al tiempo que minimiza el uso de otras metálicas más sensibles.
Para tratar el problema de la agrupación, recubrieron una oblea con un polímero y luego la lavaron cuidadosamente por etapas. Esto eliminó los grupos de nanotubos, dejando atrás la monocapa necesaria para que el chip funcione de manera más eficiente.
El camino por delante.
El chip que los investigadores del MIT produjeron usando estas técnicas es capaz de ejecutar un programa simple que produce el mensaje "Hola, Mundo". Pero si van a desplazar a los procesadores de silicio, los nanotubos de carbono necesitarán miles de millones de transistores para que puedan funcionar de manera avanzada. software.
IBM, que hace unos años dijo que esperaba que los chips de nanotubos de carbono reemplazaran a los de silicio para 2020, también está trabajando en proyectos relacionados con la tecnología. Pero hasta ahora los esfuerzos no han logrado encontrar una manera de traducir los avances del laboratorio en la fabricación práctica. Los nuevos avances hacen que la ruta hacia esto sea más clara. "Ya no se requiere un salto de fe", dice Shulaker.
por Martin Giles | traducido por Ana Milutinovic.
Sitio Fuente: Technology Review