Nuevo récord de velocidad para un chip

Un equipo de investigadores ha presentado el primer transistor de silicio-germanio capaz de operar a frecuencias superiores a 500 GHz.

Aunque este récord de eficacia fue logrado a temperaturas muy frías, los resultados sugieren que el límite superior para el funcionamiento de dispositivos de silicio-germanio puede ser más alto de lo que se esperaba originalmente.

Los autores de este logro son científicos de IBM y del Instituto Tecnológico de Georgia (Georgia Tech).

Los circuitos de silicio-germanio de frecuencia ultra alta tienen aplicaciones potenciales en muchos sistemas de comunicaciones, de defensa, de medición remota, y en plataformas de electrónica espacial.

Alcanzar tales velocidades extremas en tecnología basada en silicio (la cual puede ser producida usando técnicas de bajo costo convencionales) podría proporcionar un camino hacia una gama aún mayor de aplicaciones, en el ámbito cotidiano.

Hasta el momento, sólo circuitos integrados fabricados a partir de materiales semiconductores de compuestos III-V (más costosos) han alcanzado estos niveles extremos de eficacia en transistores.

Los transistores de silicio-germanio construidos por el equipo IBM - Georgia Tech operaron a frecuencias superiores a los 500 GHz, a 268, 5 grados Celsius bajo cero, una temperatura obtenida mediante enfriamiento por helio líquido.

A temperatura ambiente, estos dispositivos funcionaron aproximadamente a 350 GHz.

Las mediciones de eficiencia fueron realizadas utilizando un sistema especializado de pruebas de alta frecuencia en el GEDC (Georgia Electronic Design Center).

Los dispositivos usados en la investigación provienen de un prototipo de tecnología SiGe de cuarta generación fabricado en IBM sobre una oblea de 200 milímetros usando un viejo conjunto de máscaras no optimizado.

Las simulaciones sugieren que la tecnología, a la postre, podría soportar frecuencias operativas mucho más altas (cercanas al terahercio) a temperatura ambiente.

El siguiente paso en esta investigación será entender la física detrás de los dispositivos de silicio-germanio, los cuales exhiben algunas características inusuales a estas temperaturas extremadamente bajas.

Los investigadores han observado en estos dispositivos a temperaturas criogénicas ciertos efectos que potencialmente los hacen más rápidos de lo que sugiere la simple teoría, y que podrían permitir la construcción de dispositivos aún más veloces.

SiGe es una tecnología de proceso en la cual las propiedades eléctricas del silicio, el material que prácticamente es la base de todos los microchips modernos, son acentuadas con germanio para hacer que los chips funcionen más eficientemente.

SiGe aumenta la eficacia y reduce el consumo de energía en los chips de teléfonos móviles y otros dispositivos de comunicación avanzados.

La tecnología de silicio-germanio ha sido de gran interés para la industria electrónica porque permite lograr mejoras substanciales en el funcionamiento de los transistores sin tener que dejar de usar técnicas de fabricación compatibles con procesos estándar de producción en masa basados en silicio.

Introduciendo el germanio en las obleas de silicio a escala atómica, los ingenieros pueden mejorar el funcionamiento, a la vez que mantienen las muchas ventajas del silicio.