Mirando hacia adelante: Los miles de millones de transistores ocultos dentro de una sola CPU se fabrican para ejecutar una sola función específica. Sin embargo, un equipo de científicos vieneses pretende introducir funciones de programabilidad en el nivel de hardware más fundamental de la tecnología informática.
Investigadores de la universidad austriaca TU Wien han desarrollado una novedosa tecnología de transistores conocida como transistores de efecto de campo reconfigurables (RFET). Los transistores tradicionales están diseñados para realizar funciones lógicas predeterminadas, mientras que los RFET se utilizan para construir circuitos con funciones que se pueden programar sobre la marcha.
Los RFET podrían representar un avance significativo en la tecnología de diseño de circuitos electrónicos y chips, según los investigadores explicado. Los transistores programables utilizan los mismos materiales empleados por la industria de los semiconductores, silicio y germanio, y podrían proporcionar mejoras significativas en el consumo de energía y la eficiencia energética.
El desarrollo tradicional de transistores implica dopaje químico, una técnica utilizada para «contaminar» el material semiconductor con átomos extraños. El proceso de dopaje determina la dirección en la que puede fluir la corriente eléctrica y no se puede cambiar una vez creado el transistor. Los RFET reemplazan el dopaje químico por el dopaje electrostático, un nuevo método que no altera permanentemente la configuración química del material semiconductor.
Una vez que el «complejo y costoso» proceso de dopaje químico es reemplazado por campos eléctricos, los transistores pueden reconfigurarse dinámicamente para realizar diferentes operaciones lógicas.
Walter M. Weber, profesor de TU Wien, afirmó que la reconfiguración funciona en las «unidades de conmutación fundamentales», en lugar de enviar información a unidades funcionales fijas. Este enfoque es «muy prometedor» para construir futuras aplicaciones informáticas y de inteligencia artificial reconfigurables, añadió Weber.
Los investigadores desarrollaron la tecnología RFET básica en 2021 y ahora han demostrado que se pueden utilizar transistores reprogramables para construir todos los circuitos lógicos básicos en un chip. El recientemente publicado estudiar muestra un inversor, puertas NAND/NOR y XOR/XNOR, que son capaces de cambiar dinámicamente su modo de funcionamiento en tiempo de ejecución.
Los electrodos de puerta adicionales necesarios para el dopaje electrostático ocupan espacio, lo que significa que los RFET no son tan pequeños como los transistores CMOS estándar. Es poco probable que los nuevos transistores programables reemplacen a los transistores fijos en el corto plazo, pero podrían coexistir y alimentar ciertas aplicaciones informáticas donde la flexibilidad es primordial.
La naturaleza reconfigurable de los RFET puede reducir la cantidad total de transistores necesarios para los circuitos lógicos, explicaron los investigadores. Menos transistores significan que se requiere menos espacio para construir chips y también se reduce el consumo de energía. Un solo circuito podría proporcionar múltiples funcionalidades al cambiar la polaridad de transistores individuales o de todo el circuito.