{"id":7952,"date":"2023-07-17T14:49:46","date_gmt":"2023-07-17T06:49:46","guid":{"rendered":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/?p=7952"},"modified":"2023-07-17T14:49:47","modified_gmt":"2023-07-17T06:49:47","slug":"a-new-dimension-for-integrated-circuits-3-d-nanomagnetic-logic","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.huashu-tech.com\/es\/a-new-dimension-for-integrated-circuits-3-d-nanomagnetic-logic\/","title":{"rendered":"Una nueva dimensi\u00f3n para los circuitos integrados: la l\u00f3gica nanomagn\u00e9tica tridimensional"},"content":{"rendered":"

Ingenieros el\u00e9ctricos de la Universidad T\u00e9cnica de M\u00fanich (TUM) han demostrado un nuevo tipo de bloque de construcci\u00f3n para circuitos integrados digitales. Sus experimentos muestran que los futuros chips de computadora podr\u00edan basarse en disposiciones tridimensionales de imanes a escala nanom\u00e9trica en lugar de transistores. A medida que la principal tecnolog\u00eda habilitadora de la industria de los semiconductores (la fabricaci\u00f3n CMOS de chips de silicio) se acerca a l\u00edmites fundamentales, los investigadores y colaboradores de TUM en la Universidad de Notre Dame est\u00e1n explorando la \u201ccomputaci\u00f3n magn\u00e9tica\u201d como una alternativa.<\/p>\n

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Informan sus \u00faltimos resultados en la revista\u00a0Nanotecnolog\u00eda<\/i>.<\/p>\n

En una pila 3D de nanoimanes, los investigadores han implementado la llamada puerta l\u00f3gica mayoritaria, que podr\u00eda servir como interruptor programable en un circuito digital. Explican el principio subyacente con una ilustraci\u00f3n sencilla: piense en la forma en que se comportan las barras magn\u00e9ticas ordinarias cuando las acerca una a otra, con los polos opuestos atray\u00e9ndose y los polos iguales repeli\u00e9ndose entre s\u00ed. Ahora imagine que junta varias barras magn\u00e9ticas y las mantiene todas menos una en una posici\u00f3n fija. Se puede pensar que sus campos magn\u00e9ticos est\u00e1n acoplados en uno, y la polaridad \u201cnorte-sur\u201d del im\u00e1n que puede girar estar\u00e1 determinada por la orientaci\u00f3n de la mayor\u00eda de los imanes fijos.<\/p>\n

Las puertas hechas de nanoimanes acoplados a campos funcionan de manera an\u00e1loga, representando la inversi\u00f3n de polaridad un cambio entre estados l\u00f3gicos booleanos, los d\u00edgitos binarios 1 y 0. En la puerta mayoritaria 3D reportada por el equipo de TUM-Notre Dame, el estado de El dispositivo est\u00e1 determinado por tres imanes de entrada, uno de los cuales se encuentra a 60 nan\u00f3metros por debajo de los otros dos, y se lee mediante un \u00fanico im\u00e1n de salida.<\/p>\n

Lo \u00faltimo en una l\u00ednea de avances<\/h2>\n

Este trabajo se basa en las capacidades que los colaboradores han desarrollado a lo largo de varios a\u00f1os, que van desde sofisticadas simulaciones del comportamiento magn\u00e9tico hasta innovadoras t\u00e9cnicas de fabricaci\u00f3n y medici\u00f3n. Tampoco representa un punto final sino un hito en una serie de avances.<\/p>\n

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Esta imagen muestra micrograf\u00edas electr\u00f3nicas de barrido de una puerta l\u00f3gica mayoritaria tridimensional que muestra la escala del \u00e1rea de computaci\u00f3n, con dimensiones inferiores a 200 nan\u00f3metros, y, en secci\u00f3n transversal, la posici\u00f3n inferior del tercer im\u00e1n de entrada. Cr\u00e9dito: I. Eichwald\/TUM<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n

Por ejemplo, informaron sobre la primera \u201cpuerta de pared de dominio\u201d del mundo en la Reuni\u00f3n Internacional de Dispositivos Electr\u00f3nicos del a\u00f1o pasado. Los cient\u00edficos utilizan la irradiaci\u00f3n focalizada de haces de iones para cambiar las propiedades magn\u00e9ticas de puntos claramente definidos en el dispositivo. Las llamadas paredes de dominio generadas all\u00ed pueden fluir a trav\u00e9s de cables magn\u00e9ticos bajo el control de los nanoimanes circundantes. Este dispositivo 2D, explica el candidato doctoral de la TUM, Stephan Breitkreutz, \u201cpermite el enrutamiento, el almacenamiento en b\u00fafer y la sincronizaci\u00f3n de se\u00f1ales en circuitos magn\u00e9ticos, de manera similar a los pestillos en los circuitos el\u00e9ctricos.\u00a0circuitos integrados<\/a>.”<\/p>\n

Una bifurcaci\u00f3n en la hoja de ruta de la industria<\/h2>\n

Todos los actores del negocio de los semiconductores se benefician de un esfuerzo cooperativo de toda la industria: desarrollar \u201chojas de ruta\u201d de largo alcance que tracen caminos potenciales hacia objetivos tecnol\u00f3gicos comunes. En el n\u00famero m\u00e1s reciente de la Hoja de Ruta Tecnol\u00f3gica Internacional para Semiconductores, se da seria consideraci\u00f3n a la l\u00f3gica nanomagn\u00e9tica entre un zool\u00f3gico diverso de \u201cdispositivos de investigaci\u00f3n emergentes\u201d. Los circuitos magn\u00e9ticos no son vol\u00e1tiles, lo que significa que no necesitan energ\u00eda para recordar en qu\u00e9 estado se encuentran. El consumo de energ\u00eda extremadamente bajo es una de sus caracter\u00edsticas m\u00e1s prometedoras. Tambi\u00e9n pueden funcionar a temperatura ambiente y resistir la radiaci\u00f3n.<\/p>\n

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La posibilidad de incluir m\u00e1s puertas en un chip es especialmente importante. La l\u00f3gica nanomagn\u00e9tica puede permitir un empaquetamiento muy denso, por varias razones. Los componentes m\u00e1s b\u00e1sicos, los nanoimanes individuales, son comparables en tama\u00f1o a los transistores individuales. Adem\u00e1s, mientras que los transistores requieren contactos y cableado, los nanoimanes funcionan \u00fanicamente con campos de acoplamiento. Adem\u00e1s, al construir CMOS y dispositivos nanomagn\u00e9ticos que tienen la misma funci\u00f3n (por ejemplo, el llamado sumador completo), se pueden necesitar menos imanes que transistores para realizar el trabajo.<\/p>\n

Finalmente, el potencial para salir del espacio del dise\u00f1o 2D con pilas de dispositivos 3D hace que la l\u00f3gica nanomagn\u00e9tica sea competitiva. La candidata a doctorado de TUM, Irina Eichwald, autora principal del\u00a0Nanotecnolog\u00eda<\/i>\u00a0El art\u00edculo explica: "La puerta mayoritaria 3D demuestra que la computaci\u00f3n magn\u00e9tica se puede explotar en las tres dimensiones para realizar circuitos magn\u00e9ticos monol\u00edticos apilados secuencialmente que prometen una mejor escalabilidad y una mayor densidad de empaquetado".<\/p>\n

"Competir con los circuitos CMOS de silicio supone un gran desaf\u00edo", a\u00f1ade el Dr. Markus Becherer, l\u00edder del grupo de investigaci\u00f3n TUM del Instituto de Electr\u00f3nica T\u00e9cnica. "Sin embargo, puede haber aplicaciones en las que el funcionamiento no vol\u00e1til, de potencia ultrabaja y la alta densidad de integraci\u00f3n que ofrecen los circuitos nanomagn\u00e9ticos 3D les den una ventaja".<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Electrical engineers at the Technical University Munich (TUM) have demonstrated a new kind of building block for digital integrated circuits. Their experiments show that future computer chips could be based on three-dimensional arrangements of nanometer-scale magnets instead of transistors. As the main enabling technology of the semiconductor industry \u2013 CMOS fabrication of silicon chips \u2013<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":7953,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[1],"tags":[],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"http:\/\/www.huashu-tech.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7952"}],"collection":[{"href":"http:\/\/www.huashu-tech.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"http:\/\/www.huashu-tech.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/www.huashu-tech.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/www.huashu-tech.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=7952"}],"version-history":[{"count":1,"href":"http:\/\/www.huashu-tech.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7952\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":7954,"href":"http:\/\/www.huashu-tech.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7952\/revisions\/7954"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/www.huashu-tech.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/7953"}],"wp:attachment":[{"href":"http:\/\/www.huashu-tech.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=7952"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"http:\/\/www.huashu-tech.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=7952"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"http:\/\/www.huashu-tech.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=7952"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}