La industria de los semiconductores podría estar más cerca de un cambio crucial gracias a una tecnología emergente: los transistores 2D. Aunque muchas compañías proyectaban su adopción en una década o más, una startup surgida del MIT, llamada CDimension, asegura haber encontrado la forma de acortar este plazo a la mitad.¿Qué son los semiconductores 2D y por qué importan?Los materiales 2D son estructuras que tienen solo unos pocos átomos de grosor. Imagina una hoja de papel tan delgada que ni siquiera puedes verla al trasluz. Ese es el tipo de delgadez del que hablamos. Esta característica permite fabricar transistores mucho más pequeños y eficientes que los actuales basados en silicio.Uno de los materiales más prometedores es el disulfuro de molibdeno (MoS2), que posee una banda prohibida mayor que la del silicio, lo que se traduce en menor consumo de energía y menos pérdidas por corriente de fuga. Esto es vital en dispositivos modernos que deben ofrecer alto rendimiento con un consumo energético cada vez más reducido.El gran obstáculo: la temperaturaFabricar materiales 2D no es tarea sencilla. Habitualmente se utilizan procesos de deposición por vapor químico (CVD) que requieren temperaturas de hasta 1000 °C, lo cual daña las estructuras de silicio subyacentes. Por eso, hasta ahora, el procedimiento más común era crear el material por separado y luego transferirlo cuidadosamente al chip, una operación costosa y frágil.CDimension y su propuesta innovadoraLo que propone CDimension cambia radicalmente el panorama: han desarrollado un sistema para cultivar capas de MoS2 directamente sobre obleas de silicio a solo 200 °C. Esta temperatura es suficientemente baja como para no afectar los circuitos ya presentes.Esto significa que, en lugar de construir un chip con silicio y luego añadir una capa de 2D, podrán integrarse en una misma fase de producción, facilitando la fabricación de chips tridimensionales en capas. Imagínalo como un edificio de varias plantas donde cada piso está optimizado para una función distinta.¿Cómo está funcionando este sistema?CDimension ofrece dos tipos de servicios: puede vender obleas de silicio con el material 2D ya incorporado, o recibir obleas ya procesadas por otras empresas y cultivar MoS2 sobre ellas. De esta forma, los fabricantes pueden hacer pruebas y validar el rendimiento de estos materiales en sus propios procesos.Este enfoque podría convertirse en el primer uso industrial real de los semiconductores 2D, integrándose como una capa superior en chips convencionales antes de pasar a sustituir por completo al silicio en ciertas funciones.El respaldo académico y las pruebas inicialesCDimension no trabaja sola. Está respaldada por el MIT y tiene entre sus asesores a Tomás Palacios, reconocido investigador en el ámbito de los dispositivos 2D. En una reciente conferencia del IEEE, presentaron resultados que demostraban que su tecnología puede fabricar transistores con múltiples canales apilados, similares a los transistores nanosheet actuales, pero con las ventajas del MoS2.Estas estructuras, al ser más finas y térmicamente eficientes, podrían cumplir con los requisitos del futuro nodo 10A (1 nanómetro), una de las metas más exigentes de la industria en cuanto a densidad, consumo y rendimiento.Ventajas clave del MoS2 frente al silicioReducción del consumo dinámico: al operar con aproximadamente la mitad del voltaje que el silicio.Menor pérdida de energía en reposo: su banda prohibida más amplia evita fugas de corriente.Alta eficiencia térmica: ideal para estructuras 3D apiladas.Compatibilidad con procesos existentes: gracias a la baja temperatura del nuevo método de crecimiento.En pruebas realizadas por CDimension, los dispositivos creados consumieron mil veces menos energía que sus equivalentes en silicio. Esto no solo implica una mayor duración de baterías en móviles, sino también servidores más sostenibles y con menor necesidad de refrigeración.Materiales adicionales y el ecosistema 2DPara que los transistores 2D sean realmente funcionales en chips completos, no basta con un material conductor de electrones (n-type) como el MoS2. CDimension también ofrece diseleniuro de tungsteno, que funciona como conductor de huecos (p-type), y nitruro de boro hexagonal, que actúa como aislante.Esta combinación permite crear estructuras CMOS completas usando solo materiales 2D, una condición indispensable si se desea reemplazar totalmente al silicio en el futuro.¿Cuándo llegarán los chips con 2D al mercado?Según Jiadi Zhu, CEO de CDimension, los primeros productos con esta tecnología podrían verse en unos cinco años. Eso implica que fabricantes como Intel, Samsung o TSMC podrían integrar capas de 2D en chips avanzados mucho antes de lo previsto.Aunque todavía falta tiempo para que los materiales 2D dominen la industria, el trabajo de CDimension representa un paso real y tangible hacia ese futuro.La noticia Transistores 2D: el avance que podría acelerar la próxima generación de chips fue publicada originalmente en Wwwhatsnew.com por Natalia Polo.