China sigue avanzando en la industria de semiconductores a pesar de las restricciones impuestas por Estados Unidos. Un equipo de investigadores de la Universidad de Pekín, liderado por el profesor Peng Hailin, ha presentado el primer transistor GAA 2D sin silicio, un avance revolucionario que podría cambiar el futuro de la fabricación de chips. Publicado en la revista Nature, el hallazgo introduce un material basado en bismuto que promete superar las capacidades de los transistores actuales.
Un hito en la evolución de los transistores
Los transistores GAAFET (Gate-All-Around Field-Effect Transistor) representan la evolución de los tradicionales MOSFET y FinFET, al permitir un control total del canal de conducción. Sin embargo, hasta ahora, su desarrollo seguía ligado al uso del silicio. La innovación del equipo chino radica en la utilización de Bi₂O₂Se (óxidoseleniuro de bismuto) como semiconductor, logrando así la primera configuración GAA 2D sin silicio.
El profesor Peng Hailin no dudó en calificar este avance como un punto de inflexión:
“Es el transistor más rápido y eficiente jamás creado. Si las innovaciones en chips basadas en materiales existentes se consideran un ‘atajo’, nuestro desarrollo de transistores basados en materiales 2D es como un ‘cambio de carril’.”
Comparación con los líderes del sector
El equipo de investigación asegura que su transistor supera en rendimiento y eficiencia a las soluciones actuales de fabricantes como Intel, TSMC y Samsung. En condiciones de operación similares, el transistor chino presentó un 40 % más de rendimiento y un 10 % más de eficiencia energética en comparación con el N3B de TSMC. Este avance podría situarlo a la altura de procesos avanzados como el N3X o incluso el N2 de la compañía taiwanesa.
Ventajas del transistor GAA 2D sin silicio
El uso de Bi₂SeO₅ como material dieléctrico permite que los transistores sean más flexibles y resistentes, superando al silicio en movilidad de electrones. Según los datos del estudio, el nuevo transistor presenta una movilidad de electrones de 280 cm²/Vs y una oscilación de subumbral de 62 mV/dec, muy cercana al límite teórico ideal de 60 mV/dec.
Este desarrollo implica beneficios significativos:
- Mejor integración en arquitecturas CMOS actuales.
- Menor consumo energético en dispositivos electrónicos.
- Mayor densidad de integración, optimizando el escalado de potencia.
Desafíos y viabilidad a gran escala
A pesar de sus ventajas, la adopción de esta tecnología en la industria enfrenta desafíos clave:
- Escalabilidad y producción masiva: La fabricación de obleas con este material y su integración en procesos litográficos convencionales aún no han sido probadas a gran escala.
- Coste de producción: Sin una infraestructura consolidada para la manufactura de chips sin silicio, los costes iniciales podrían ser elevados.
- Compatibilidad industrial: Aunque el transistor es compatible con arquitecturas CMOS, su implementación requerirá cambios en los procesos de fabricación actuales.
Un paso adelante en la carrera tecnológica global
Este avance se produce en un contexto de crecientes restricciones tecnológicas impuestas por EE.UU. contra China. Con la prohibición del acceso a herramientas avanzadas como la litografía EUV, China ha optado por una estrategia alternativa: la innovación disruptiva. En lugar de competir con las mismas reglas, el gigante asiático está desarrollando tecnologías que podrían dejar atrás las limitaciones del silicio.
Si bien aún es pronto para determinar si los transistores GAA 2D sin silicio serán adoptados masivamente, este descubrimiento representa un paso significativo en la carrera tecnológica global. La industria de semiconductores está en constante evolución y China ha demostrado que, pese a las restricciones, sigue encontrando caminos para innovar y desafiar el dominio de Occidente en este sector clave.
