O avanço do chip de espessura atômica promete dispositivos mais rápidos, mais finos e mais eficientes em termos de energia

Uma equipe de pesquisadores - liderada por Chunsen Liu, da Universidade Fudan, em Xangai - criou o primeiro chip 2D-CMOS totalmente funcional que combina células de memória 2D atomicamente finas com um chip de silício tradicional. Essa conquista - detalhada na revista Nature - preenche a lacuna entre o potencial conceitual dos materiais 2D e sua aplicação no mundo real.

Durante décadas, os cientistas trabalharam arduamente para reduzir os circuitos dos chips de silício, mas a tecnologia está agora se aproximando de seus limites físicos. os materiais 2D, que têm apenas uma única camada de átomos de espessura, prometem uma solução para o problema, mas integrá-los aos processadores convencionais tem sido um grande obstáculo de engenharia, devido à sua fragilidade e instabilidade.

Para superar esses desafios, a equipe criou uma nova tecnologia chamada Atom2Chip. Essa tecnologia envolve várias inovações importantes, incluindo um processo de pilha completa no chip que permite que o material 2D (dissulfeto de molibdênio em monocamada) seja integrado à superfície áspera do chip CMOS e uma embalagem especial para proteger a frágil camada atômica. Os pesquisadores também projetaram um novo sistema de plataforma cruzada para garantir que os novos circuitos 2D pudessem se comunicar perfeitamente com a plataforma CMOS madura.

O resultado não é apenas um simples protótipo de laboratório, mas um chip de memória flash NOR 2D de 1 Kb com todos os recursos, capaz de realizar operações complexas e orientadas por instruções. Nos testes, esse chip gerenciou uma velocidade de clock de 5 MHz e demonstrou velocidades rápidas de programação e apagamento de 20 nanossegundos com baixo consumo de energia.

Esse chip flash 2D serve como um modelo para dispositivos de memória de próxima geração, prometendo maior densidade e alta eficiência energética. Embora a demonstração se concentre no armazenamento de dados, a mesma abordagem poderá um dia ser aplicada aos processadores. Esses avanços podem levar a dispositivos mais rápidos, mais finos e mais eficientes em termos de energia.