El proceso de nanomanufacturación recorta los costos de producción de chips en un 99%

El método actual de fabricación de microelectrónicas es costoso, lento y con energía y recursos intensivos.

Pero un profesor de la Universidad del Nordeste ha patentado un nuevo proceso e impresora que no solo puede fabricar electrónica avanzada y chips de manera más eficiente y económica, sino que puede hacerlos a nanoescala.

«Pensé que debe haber una manera más fácil de hacer esto, debe haber una manera más barata de hacer esto», dice Ahmed A. Busnaina, profesor de William Lincoln Smith y profesor universitario distinguido en la Universidad del Northeastern. «Comenzamos, básicamente, con una química física muy simple con un enfoque muy simple».

Busnaina dirige el Centro Nacional de la Fundación de Ciencias para Nanomanufacturing de alta tasa en la Northeastern University.

Explica que el método convencional de fabricación de microelectrónicas básicamente funciona depositando un material en una película y luego «grabando» el exceso. Cada capa presenta una parte del circuito y, después de que se acumulan muchas capas, se crea un microprocesador o un chip de memoria. Para cada material utilizado, se utiliza un proceso diferente.

Pero este proceso tiene varios inconvenientes, dice Busnaina.

Primero, es caro.

Las instalaciones para fabricar la electrónica avanzada y los chips necesarios para alimentar la electrónica actual cuestan alrededor de $ 20 mil millones a $ 40 mil millones para construir y luego $ 1 mil millones para operar anualmente.

El gasto de las instalaciones de fabricación, o «Fabs», significa que el número de compañías capaces de construir los chips necesarios ha pasado de aproximadamente 29 al comienzo del milenio a cinco a partir de 2018, dice Busnaina.

Esto se traduce en un cronograma de seis meses a una línea de tiempo de un año para realizar un chip, y cualquier revisión después de la prueba requiere una línea de tiempo similar, explica Busnaina.

Además, agrega que un FAB típico requiere una cantidad de potencia equivalente a 50,000 hogares, debido a la necesidad de un vacío y altas temperaturas en el proceso de fabricación.

En contraste, Busnaina ha desarrollado un proceso de fabricación aditivo y «abajo» en el campus de Burlington de Northeastern para microprocesador de silicio o chips de memoria que reduce el costo de fabricación de la electrónica a aproximadamente el 1% del método actual.

Es como esculptar algo de arcilla en lugar de esculpir algo de piedra: construyes, en lugar de desplazarse.

«No eliminamos nada», dice Busnaina. «Solo depositamos el material que necesitamos en el lugar que lo necesitamos».

Y los materiales se pueden depositar en un proceso muy rápido utilizando partículas muy pequeñas, dice Busnaina, lo que permite crear objetos muy pequeños en una fracción del tiempo de nanofabricación tradicional o impresión 3D.

«Mostramos que podemos hacer estructuras hasta 25 nanómetros en un minuto, por ejemplo, en una gran área», dice Busnaina. «Así que es alto rendimiento, muy bajo costo».

Busnaina predice que el nuevo método y la herramienta podrían «democratizar» el proceso de fabricación de chips.

«Es como los viejos kinkos, a donde irías y haces tus propias copias», dice Busnaina. «Ahora puede ir a una tienda de impresión 3D y darles su diseño de chips, y lo harán por usted el mismo día o al día siguiente».

«Imagine si cada diseñador de chips realmente podría tener la oportunidad de obtener su diseño en la misma semana y luego hacer el desarrollo y luego escalarlo», continúa Busnaina. «No solo democratizará la nano-fabricación de la electrónica, sino que acelerará el ritmo de la innovación en la electrónica y hará que todos los productos electrónicos sean muy asequibles».

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de Northeastern Global News News.northeastern.edu.