El carbón será el material que usarán las CPU del futuro, junto con el grafeno y molibdeno, para aislar los transistores

Para seguir progresando en el sector de los semiconductores, se requieren hacer chips cada vez más pequeños y densos, provocando que cada vez sea más difícil seguir evolucionando. Hemos llegado a un punto donde se requieren años y millones de dólares para dar un paso más y poder producir un nodo más pequeño y denso. Es por ello que el uso de materiales alternativos como el carbón, permitirán aislar transistores 2D en CPU, permitiendo crear chips más densos en un futuro.

Hace dos décadas, Intel tenía procesadores Pentium 4 de un solo núcleo y algo más de 3 GHz como sus CPU tope de gama en el mercado de consumo. Luego empezamos a ver como los Dual Core llegaron al mercado y unos años después pasamos a los Quad Core. Los cuatro núcleos fueron como el punto clave de Intel, donde podía ofrecer un rendimiento superior a AMD, mientras mantenía grandes ganancias. AMD tenía sus FX de hasta 8 núcleos y 5 GHz, pero con el IPC tan bajo que poseían, no podían hacer frente a Intel.

El carbón funcionará como sustituto del óxido metálico ante la gran demanda actual de chips para IA

Oblea Transistores 2D MIT

Como todo, con los años y los avances tecnológicos, ambas compañías han podido ofrecer 16 y 24 núcleos, respectivamente, en sus CPU más potentes de la actualidad. Sin embargo, nos enfrentamos a esa duda de que no sabemos hasta cuando podremos seguir exprimiendo el silicio en su estado actual, tanto el uso de este material como los procesos de fabricación. Si bien se están estudiando alternativas usando grafeno, también se están preparando otros materiales que permitirán aumentar la densidad, usando transistores 2D.

Los ingenieros del MIT ya publicaron un estudio donde mostraban un nuevo método que permitiría apilar estos transistores en chips. Relacionado con esto, un equipo de investigadores está estudiando el uso del carbón para sustituir la película de óxido metálico que aísla los transistores 2D. Es necesario poder aislar los transistores de silicio para así evitar que la corriente eléctrica salga del transistor y provoque fugas.

El carbón se podrá emplear para aislar transistores de grafeno y molibdeno en CPU

Transistores planos

Para evitar las fugas de corriente eléctrica, se emplea el óxido metálico, pero a día de hoy y con la demanda tan elevada debido a los chips para IA, es cada vez más difícil tener disponibles estos materiales. Es por ello, que usar el carbón como sustituto para poder hacer funcionar estos transistores 2D que permiten aumentar la densidad de los chips. Mientras tanto, los propios transistores de silicio también están en proceso de ser remplazados.

Se espera que el grafeno y el molibdeno sean los materiales que sustituyan estos transistores. En concreto, el grafeno es el más interesante, ya que trae una serie de ventajas que supondrían un gran avance en los chips. Se espera poder crear semiconductores con grafeno ultrafinos y con la capacidad de evitar problemas de sobrecalentamiento. De hecho, ya hemos visto que se emplean disipadores de grafeno para refrigerar SSD.

Se ha descubierto que el carbón es capaz de aislar transistores de grafeno y molibdeno, algo que no era posible con el óxido metálico. Por tanto, podríamos ver en un futuro una combinación de estos nuevos materiales para crear chips más rápidos y eficientes.