La scoperta dei chip a spessore atomico promette dispositivi più veloci, più sottili e più efficienti dal punto di vista energetico

Un team di ricercatori - guidato da Chunsen Liu della Fudan University di Shanghai - ha creato il primo chip 2D-CMOS completamente funzionale, che combina celle di memoria 2D atomicamente sottili con un chip di silicio tradizionale. Questo risultato - illustrato nella rivista Nature - colma il divario tra il potenziale concettuale dei materiali 2D e la loro applicazione nel mondo reale.

Per decenni, gli scienziati hanno lavorato duramente per ridurre i circuiti dei chip di silicio, ma la tecnologia si sta avvicinando ai suoi limiti fisici. i materiali 2D, che hanno uno spessore di un solo strato di atomi, promettono una soluzione al problema, ma la loro integrazione con i processori convenzionali ha rappresentato un grosso ostacolo ingegneristico, data la loro fragilità e instabilità.

Per superare queste sfide, il team ha ideato una nuova tecnologia che ha chiamato Atom2Chip. Questa tecnologia comporta diverse innovazioni chiave, tra cui un processo full-stack on-chip che consente di integrare il materiale 2D (monostrato di bisolfuro di molibdeno) sulla superficie ruvida del chip CMOS, e un imballaggio speciale per proteggere il fragile strato atomico. I ricercatori hanno anche progettato un nuovo sistema multipiattaforma per garantire che i nuovi circuiti 2D potessero comunicare senza problemi con la piattaforma CMOS matura.

Il risultato non è un semplice prototipo da laboratorio, ma un chip di memoria flash NOR 2D da 1 kb completo, in grado di eseguire operazioni complesse e guidate da istruzioni. Nei test, questo chip ha gestito una velocità di clock di 5 MHz e ha dimostrato una velocità di programmazione e cancellazione di 20 nanosecondi con un basso consumo energetico.

Questo chip flash 2D funge da modello per i dispositivi di memoria di prossima generazione, promettendo una maggiore densità e un'elevata efficienza energetica. Sebbene la dimostrazione si concentri sull'archiviazione dei dati, lo stesso approccio potrebbe un giorno essere applicato ai processori. Tali progressi potrebbero portare a dispositivi più veloci, più sottili e più efficienti dal punto di vista energetico.