Os fabricantes de processadores aprenderam a integrar chips de memória no mesmo substrato que as unidades de computação e, às vezes, até no mesmo cristal, mas os desenvolvimentos avançados nessa área envolvem o uso de uma camada muito fina de memória do tipo NOR, que pode ser sobreposta a um chip de silício integrado convencional.
Fonte da imagem: Unsplash, Kazuo Ota
A Tom’s Hardware compartilhou trechos da publicação da Nature, destacando as conquistas de pesquisadores da Universidade Fudan, em Xangai. A tecnologia ATOM2CHIP envolve a deposição de uma camada ultrafina de sulfeto de molibdênio sobre um chip de silício CMOS convencional, fabricado usando um processo de 130 nm. O chip híbrido combina um controlador CMOS padrão com uma fina película 2D que atua como memória NOR.
É importante ressaltar que a tecnologia atinge um rendimento de 94,34%, tornando-a adequada para produção em massa. A frequência de operação do chip pode chegar a 5 MHz. Essas soluções apresentam menor consumo de energia em comparação com as células de memória de silício existentes. Cada bit consome no máximo 0,644 picojoules de energia. A gravação e o apagamento de dados de uma célula não levam mais de 20 nanossegundos. A vida útil da gravação excede 100.000 ciclos e o armazenamento de dados é garantido por dez anos.
Ao desenvolver a tecnologia, os cientistas tiveram que resolver o problema do acoplamento de superfícies diferentes. Mesmo após o polimento, os cristais de silício sobre os quais os revestimentos de filme são aplicados apresentam uma superfície irregular em nível microscópico e bordas salientes que podem danificar o material de acoplamento. Os desenvolvedores do ATOM2CHIP conseguiram conceber uma maneira de unir o revestimento à base de silício, permitindo que ele “flutuasse” sobre a base sem ser danificado. Ao mesmo tempo, a tecnologia de encapsulamento protege o revestimento de altas temperaturas e descargas eletrostáticas.
Para conectar o cristal controlador eUma nova interface foi desenvolvida para o revestimento em nível lógico, permitindo a troca direta de dados, proporcionando acesso aleatório e paralelismo de 32 bits. Isso torna a tecnologia adequada para a criação de chips completos com memória integrada. A adoção generalizada dessas tecnologias só começará em alguns anos, mas esses desenvolvimentos representam um marco importante em sua implementação.