Avances en el uso de materiales 2D para la fabricación de memoria

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chip procesador

Expertos en tecnología e ingeniería estadounidenses han estudiado en profundidad las posibilidades de los nuevos materiales 2D para la fabricación de nuevos tipos de memoria. Afirman que en el futuro se podrán fabricar chips formados por capas apiladas de estos compuestos, que podrían revolucionar las tecnologías emergentes como la memoria computacional o las redes neuronales basadas en dispositivos.

Los fabricantes de chips llevan años evolucionando su tecnología para construir nuevos tipos de memoria electrónica no volátil tridimensional basada en capas, cuyo máximo exponente actual es la memoria NAND flash, que actualmente supera las 100 capas de celdas. El apilamiento es la respuesta a la necesidad de una mayor capacidad, pero el aumento de su grosor acabará limitando el rendimiento de los chips. Por ello, los expertos en estas tecnologías están estudiando la posibilidad de utilizar una nueva generación de materiales bidimensionales que prometen mejoras de funcionamiento, y que en el futuro podrían apilarse para aumentar la densidad por encima de la actual.

Esto no se limita a los conceptos de memoria actuales, sino que los expertos en la materia creen que se podrían fabricar dispositivos de altas prestaciones y bajo consumo destinados a la memoria computacional o las redes neuronales. Este ha sido el campo de estudio que ha seguido de un nutrido grupo de investigadores norteamericanos de la Universidad del Sur de California, la Universidad de Florida, la Universidad Carnegie Mellon y del Instituto Politécnico y Universidad Estatal de Virginia. En un artículo publicado en la revista Advanced Materials detallan cómo estos materiales 2D tienen un gran futuro en la fabricación de memorias emergentes.

Explican que en los últimos años el uso total o parcial de materiales bidimensionales para la fabricación de memoria ha atraído a la comunidad académica, ya que sus características proporcionan nuevas posibilidades para fabricar circuitos altamente integrados. Estos dispositivos ofrecerían rendimientos muy superiores a los de la memoria actual, con un consumo de energía mucho más bajo y otras capacidades que van más allá de las que ofrece la memoria convencional, ya sea de trabajo o de almacenamiento.

En su trabajo proporcionan una descripción general del progreso que se está realizando en este campo de investigación y sobre las posibles aplicaciones de memorias basadas en materiales 2D a nivel de circuito. Y comparan las capacidades de esta tecnología con las de la memoria DRAM convencional, la memoria SRAM, la memoria flash y las memorias memristivas basadas en estructuras de barras transversales. El objetivo de su investigación es allanar el camino hacia la fabricación de arquitecturas 3D de apilamiento monolítico de capas 2D.

Sus teorías, análisis comparativos y experimentos, junto con los trabajos realizados hasta ahora por sus pares en la comunidad de investigadores se han centrado en las posibilidades en los campos de la lógica en memoria y la computación neuromórfica, ámbitos en los que todavía quedan numerosos desafíos por resolver. Pero estos expertos consideran que ya se pueden vislumbrar diferentes enfoques de cara a una fabricación más confiable a nivel de sistema, lo que abrirá nuevas vías de investigación de cara a los próximos años.

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