Imec avanza en tecnología superconductora escalable con circuitos de NbTiN
El nuevo programa de tecnología digital superconductora reúne a fundiciones, empresas de sistemas y proveedores de nube para satisfacer las necesidades industriales en HPC de próxima generación, IA, computación cuántica, fotónica y computación neuromórfica.
Durante la Conferencia de Superconductividad Aplicada (ASC) 2026, imec, centro de I+D líder mundial en tecnologías avanzadas de semiconductores, presentó un circuito de unión Josephson basado en nitruro de niobio-titanio (NbTiN) de tres niveles metálicos (3ML), logrando densidades de diseño de 3.8 millones de uniones por cm². Además, se demostró el enrutamiento 3ML NbTiN con cables superconductores escalados a un ancho de línea sin precedentes de 30nm. Estos resultados fortalecen la plataforma de investigación de tecnología superconductora basada en NbTiN de imec para aplicaciones de HPC e IA, disponible para I+D conjunta con socios de la industria. El programa digital superconductor de imec se estructura en torno a tecnología de procesos compatible con CMOS, diseño e integración heterogénea 2.5D y 3D.
La tecnología superconductora promete abordar las crecientes necesidades de la computación de alto rendimiento (HPC) y los aceleradores computacionales de IA. Tiene el potencial de superar significativamente a la tecnología CMOS actual en términos de eficiencia energética (100x), densidad de cómputo (1,000x) y ancho de banda de difusión (1,000x). En la parte frontal del dispositivo, la tecnología aprovecha la lógica rápida y de bajo consumo de los circuitos de unión Josephson. En la parte posterior, las interconexiones superconductoras proporcionan resistencia eléctrica cero, lo que permite mover datos con pérdidas de señal y energía extremadamente bajas. Sin embargo, la tecnología superconductora convencional basada en niobio (Nb) carece de la escalabilidad necesaria para liberar todo su potencial. Imec aborda este problema con una plataforma de investigación basada en procesos CMOS de 300mm.
En la ASC 2026, imec presentó circuitos de unión Josephson basados en NbTiN/aSi/NbTiN de hasta tres niveles metálicos (ML). Se lograron diámetros de unión tan pequeños como 150nm, permitiendo densidades de 3.8 millones de uniones por cm². Adicionalmente, se demostraron tres capas de enrutamiento NbTiN de alta densidad y baja pérdida, utilizables para inductores, líneas de transmisión pasivas, planos de tierra y resonadores de reloj o potencia. Los cables metálicos de NbTiN se escalaron a un ancho de línea de 30nm, aproximadamente 10 veces más pequeño que lo logrado con la tecnología basada en Nb convencional. Para ambos casos, las propiedades superconductoras (densidad de corriente crítica Jc y corriente crítica Ic) pueden ajustarse para diversas aplicaciones.
Richard Rouse, Director del Programa de Dispositivos Superconductores en imec, señaló: "Con nuestro programa digital superconductor, apuntamos a fundiciones y empresas de sistemas para llevar nuestra tecnología NbTiN al siguiente nivel. Hemos estructurado el programa en tres pilares: (1) tecnología de proceso, (2) diseño y habilitación EDA, y (3) escalado a nivel de sistema centrado en integración 2.5D y 3D. Este enfoque heterogéneo abre oportunidades más allá de HPC e IA, incluyendo control cuántico, computación neuromórfica y detección de fotón único de alta resolución para aplicaciones espaciales y biomédicas".
Vía EE Journal.
