proceso de 1 nm

En la fabricación de semiconductores, el proceso de 1 nm representa el siguiente hito importante en la miniaturización de los MOSFET (transistores de efecto de campo de metal-óxido-semiconductor), sucediendo al proceso de 2 nm . Continúa la tendencia de miniaturización en la tecnología de circuitos integrados (CI), que ha sido fundamental para mejorar el rendimiento, aumentar la densidad de transistores y reducir el consumo de energía.

El término "1 nanómetro" no guarda relación con ninguna característica física real (como la longitud de la compuerta, el paso del metal o el paso de la compuerta) de los transistores. Según las proyecciones contenidas en la actualización de 2021 de la Hoja de Ruta Internacional para Dispositivos y Sistemas (IRDS), publicada por el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos ( IEEE ), se espera que un "nodo de 1 nm" tenga un paso de compuerta de contacto de 42 nanómetros y un paso de metal mínimo de 16 nanómetros. Se prevé que los primeros chips de 1 nm estén disponibles en 2027. ^{[ 1 ]}

Liberty Times señala que la Fab 25 de TSMC en el Parque Científico Central de Taiwán se está desarrollando como un centro de 1,4 nm, con cuatro fábricas planificadas. Según se informa, los trabajos de cimentación comenzaron a finales de 2025, se espera que la producción de riesgo comience a finales de 2027 y la producción en volumen a gran escala está programada para la segunda mitad de 2028. ^{[ 2 ]}

Nikkei XTech informa que Rapidus tiene previsto comenzar a desarrollar su tecnología de proceso de 1,4 nm en 2026 y tiene como objetivo iniciar la producción en masa alrededor de 2029. ^{[ 3 ]}

En 2008, investigadores británicos fabricaron transistores de un átomo de espesor y diez átomos de ancho. Estos transistores fueron tallados en grafeno , material que, según algunos, algún día reemplazará al silicio como base de la computación del futuro. El grafeno es un material compuesto por láminas planas de carbono con una estructura de panal, y es uno de los principales candidatos para sustituir al silicio. Un equipo de la Universidad de Manchester , en el Reino Unido, lo utilizó para fabricar algunos de los transistores más pequeños jamás creados: dispositivos de tan solo 1  nm de diámetro que contienen apenas unos pocos anillos de carbono. ^{[ 4 ]}

En 2016, investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, con sede en California , crearon un transistor con una compuerta funcional de 1 nanómetro. ^{[ 5 ] [ 6 ]} El transistor de efecto de campo utilizó MoS ₂ como material del canal, mientras que se empleó un nanotubo de carbono para invertir el canal. La longitud efectiva del canal es de aproximadamente 1  nm. Sin embargo, la distancia entre el drenador y la fuente era mucho mayor, del orden de los micrómetros .

El paso de puerta de contacto (CGP), definido como la distancia entre las puertas de transistores adyacentes, es una métrica más precisa para evaluar el tamaño general del dispositivo y la tecnología de fabricación. Según las proyecciones del IRDS, los transistores en el nodo de 1 nm requerirán una reducción del CGP a 40 nm. ^{[ 7 ]} En 2024, investigadores de la Universidad de Nanjing informaron sobre los primeros transistores de efecto de campo _de MoS₂ con un CGP reducido a 40 nm, logrado mediante contactos cristalinos de antimonio (Sb) semimetálico. ^{[ 8 ]}