- El nuevo diseño de semiconductores de Huawei resuelve problemas de gestión térmica.
- La densidad de transistores del nuevo chip Kirin aumenta en un 55%.
- La tecnología de apilamiento vertical reduce eficazmente el calor y disminuye el consumo de energía.
- Esta tecnología ayuda a los fabricantes de chips chinos a mejorar el rendimiento.
Huawei ha anunciado un nuevo diseño de semiconductores de apilamiento vertical que promete resolver uno de los mayores problemas de los chips de próxima generación para smartphones: la gestión del calor. La compañía ha publicado nuevos datos de medición basados en la arquitectura de la Ley de Escalado Tau, afirmando que su próximo procesador Kirin podrá aumentar la densidad de transistores mientras utiliza menos energía y opera a temperaturas más bajas que la generación anterior. Estos hallazgos son cruciales para que Huawei mejore el rendimiento de sus chips en un contexto donde el acceso a equipos avanzados de fabricación de semiconductores en China es limitado. La investigación fue dirigida por He Tingbo, presidente del Comité Científico de Huawei y director general de la división de semiconductores de la empresa.
La nueva tecnología resuelve el cuello de botella térmico
El artículo refuta las preocupaciones de que el apilamiento vertical de circuitos lógicos podría crear un cuello de botella térmico, lo que impediría la aplicación de esta tecnología en procesadores móviles de alto rendimiento. Según el artículo, el nuevo chip Kirin tiene un 55% más de transistores por milímetro cuadrado que el Kirin 9030 Pro y, bajo ciertas cargas de trabajo clave, puede reducir el consumo de energía hasta en un 66%. La tecnología de apilamiento vertical reduce eficazmente el calor, un enfoque basado en la arquitectura LogicFolding de Huawei, que apila capas activas de chips verticalmente en lugar de colocar todos los circuitos en un diseño bidimensional tradicional.
Este tipo de disposición acorta la distancia que las señales deben recorrer entre los componentes de procesamiento, lo que, según Huawei, reduce la pérdida de energía en unidades de procesamiento neuronal, unidades de procesamiento gráfico, unidades centrales de procesamiento y procesadores de señales digitales, que son fuentes importantes de consumo de energía y carga térmica en los procesadores de smartphones.
Gestión térmica y mejora del rendimiento
La empresa también utiliza la planificación térmica para dispersar el calor de manera más efectiva dentro del chip. Según un informe de Kaishan Securities, Huawei ha reducido la densidad de potencia de la fuente mediante la tecnología de plegado y ha colocado los módulos más calientes en rutas más fáciles de enfriar. El fabricante afirma: "El nuevo chip reduce el consumo de energía mientras aumenta la densidad de transistores, lo que le permite cambiar de manera flexible entre limitaciones funcionales y rendimiento máximo". Esta estrategia es particularmente importante porque se desarrolló en un contexto de restricciones para acceder a las herramientas de fabricación de chips más avanzadas en China. La Ley de Escalado Tau, propuesta por Huawei en mayo, ofrece un camino diferente para aumentar la densidad de transistores sin depender de la tecnología avanzada de litografía ultravioleta extrema.
Huawei afirma que LogicFolding podría eventualmente lograr una densidad de transistores equivalente a un proceso de fabricación de 1.4 nanómetros para 2031.
Desde mayo, la compañía ha publicado tres artículos sobre la Ley de Escalado Tau. Un artículo publicado en julio indicó que el próximo procesador para smartphones podría aumentar la densidad de transistores en un 55% en comparación con el Kirin 9030 Pro. Los resultados de la investigación más reciente también muestran el amplio avance de Huawei en el empaquetado de chips y la integración tridimensional. Los analistas predicen que esta tecnología impulsará la investigación y desarrollo de nuevos materiales semiconductores, métodos de empaquetado y equipos, ayudando a los fabricantes de chips chinos a mejorar el rendimiento sin depender completamente de la tecnología de fabricación extranjera.
Zheng Lei, economista jefe del Grupo de Tecnología Samoyed Cloud, describió este enfoque como "nacido de la necesidad", pero cree que aún hay espacio para el desarrollo. También anticipa que el nuevo procesador Kirin utilizará este método para resolver problemas de sobrecalentamiento.
Por lo tanto, si la combinación de alta densidad, bajo consumo de energía y mejora en la gestión térmica que se afirma se confirma en pruebas independientes, el diseño de chips de integración vertical se convertirá en un método más importante para extraer rendimiento cuando la escala tradicional se vuelva difícil. La investigación ha sido publicada en ChinaXiv, una plataforma china de artículos científicos que aún no ha sido revisada por pares.
El impacto potencial de la tecnología de apilamiento vertical
El diseño de semiconductores de apilamiento vertical de Huawei muestra avances significativos en la gestión térmica y la densidad de transistores, lo cual es crucial para el rendimiento de los smartphones. A medida que aumenta la demanda global de procesadores de alto rendimiento, esta tecnología no solo puede mejorar la competitividad de los productos, sino que también podría fomentar la innovación autónoma de China en el campo de los semiconductores. Especialmente ante las restricciones tecnológicas externas, este nuevo enfoque podría convertirse en una tendencia importante en el diseño de chips en el futuro, ayudando a Huawei a mantener su competitividad en el mercado global.