El nuevo transistor basado en bismuto podría revolucionar el diseño de chips, ofreciendo una mayor eficiencia y superando las limitaciones del silicio.

• Nuevo transistor basado en bismuto: 40% más rápido que chips de silicio de 3 nm.
• Menor consumo: Reduce el gasto energético en un 10%.
• Cambio radical: No depende del silicio, lo que evita sus limitaciones.
• Nueva arquitectura GAAFET: Mejora la eficiencia electrónica respecto a FinFET.
• Materiales 2D: Bi2O2Se y Bi2SeO5 permiten menor pérdida energética.
• China a la vanguardia: Desarrollo impulsado por sanciones y restricciones tecnológicas.
• Escalabilidad en proceso: Ya se han construido pequeñas unidades lógicas.

Un nuevo transistor que supera al silicio

Un equipo de investigadores de la Universidad de Pekín ha desarrollado un transistor basado en bismuto que supera a los chips de 3 nanómetros de Intel y TSMC. Este nuevo diseño es 40% más rápido y consume un 10% menos de energía, marcando un hito en la tecnología de semiconductores.

Según el profesor Peng Hailin, líder del proyecto, este avance no solo representa una mejora incremental en la tecnología existente, sino un cambio de paradigma que podría redefinir el futuro de los chips.

El problema del silicio y la solución bismuto

El silicio, aunque ha sido la base de la microelectrónica durante décadas, enfrenta grandes desafíos al reducir su tamaño a escalas nanométricas. La eficiencia energética disminuye y aparecen problemas de disipación térmica y fugas de corriente.

El nuevo transistor desarrollado por el equipo chino utiliza una arquitectura GAAFET (Gate-All-Around Field-Effect Transistor) basada en Bi2O2Se y Bi2SeO5, materiales que presentan alta movilidad electrónica y menor pérdida de energía. Este diseño sustituye la estructura FinFET, usada desde 2011, permitiendo una mejor conducción de electrones y una reducción de las fugas de corriente.

China y la innovación en semiconductores

Las restricciones tecnológicas impuestas a China han obligado a sus investigadores a explorar alternativas al silicio. Este desarrollo no solo responde a esas limitaciones, sino que también coloca a China en la vanguardia de una nueva generación de chips.

Los transistores basados en bismuto fueron fabricados en una plataforma de procesamiento de alta precisión en la Universidad de Pekín y sus resultados fueron confirmados mediante cálculos de teoría funcional de la densidad (DFT), asegurando su viabilidad.

Comparación con los chips tradicionales

Los experimentos han demostrado que los transistores de bismuto son capaces de operar 1,4 veces más rápido que los chips de silicio más avanzados, con un consumo de energía un 10% menor. Esta reducción en el consumo podría traducirse en dispositivos móviles y servidores más eficientes y con menor impacto ambiental.

Potencial de esta tecnología para la sostenibilidad

El uso de materiales 2D como el bismuto en la fabricación de chips tiene un enorme potencial ecológico. Al reducir el consumo energético, se disminuye la demanda de electricidad en centros de datos y dispositivos electrónicos. Además, al evitar el silicio, se minimizan los residuos tóxicos generados en la extracción y procesamiento de este material.

Si la producción de estos chips se escala con éxito, podría representar un paso clave hacia una industria tecnológica más sostenible, con menor impacto ambiental y mayor eficiencia energética en una era donde la demanda de procesamiento sigue en aumento.

Fuente: ecoinventos.com