Chip ultracompacto promete turbinar processadores de IA e 6G

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Um grupo de pesquisadores da Universidade Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan (UNIST), na Coreia do Sul, apresentou um regulador híbrido de baixa queda (LDO) que pode transformar o gerenciamento de energia em semicondutores avançados. O chip, descrito como ultracompacto e altamente eficiente, foi projetado para estabilizar a tensão e filtrar ruídos elétricos, ocupando menos espaço — um avanço relevante para sistemas integrados de alto desempenho, como os usados em inteligência artificial (IA) e comunicações 6G.

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A equipe, liderada pelo professor Heein Yoon, do Departamento de Engenharia Elétrica da UNIST, destaca que o novo LDO combina o melhor de circuitos analógicos e digitais em um design híbrido. Essa abordagem garante fornecimento estável de energia mesmo durante mudanças bruscas na demanda de corrente, como ocorre ao abrir um jogo em um smartphone, ao mesmo tempo em que bloqueia ruídos indesejados da fonte de alimentação. O estudo completo foi publicado na revista científica IEEE Journal of Solid-State Circuits.

Eficiência e tamanho reduzido útil para IA e 6G

• O diferencial do projeto está no uso de uma técnica chamada transferência digital-analógica (D2A-TF), aliada a um gerador de aterramento local (LGG).
• Juntos, esses recursos oferecem estabilidade de tensão e supressão de ruído em níveis inéditos.
• Em testes, o chip manteve a oscilação de tensão em apenas 54 milivolts durante variações de corrente de 99 mA e conseguiu restaurar a tensão ideal em 667 nanossegundos.
• Além disso, atingiu uma rejeição de ruído de −53,7 dB a 10 kHz sob uma carga de 100 mA — desempenho considerado excelente para esse tipo de aplicação.
• Outro destaque é o tamanho. Produzido com processo CMOS de 28 nanômetros, o LDO ocupa apenas 0,032 mm², graças à eliminação de capacitores externos volumosos.
• Essa compactação o torna ideal para SoCs (sistemas em chip) que precisam integrar múltiplas funções em espaços reduzidos.

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Novo padrão de desempenho

Segundo o pesquisador Changmin An, “os LDOs híbridos tradicionais costumam exigir capacitores grandes para suavizar as transições entre circuitos digitais e analógicos, o que limita seu desempenho. Nosso novo design resolve esse problema com uma transferência digital-analógica contínua, tornando-o menor e mais eficiente.”

Além do tamanho reduzido, o novo chip consome baixa energia em modo de espera, ativando-se apenas durante picos de consumo. A métrica geral de desempenho, conhecida como Figura de Mérito (FoM), alcançou 0,029 picossegundos, um novo recorde global para reguladores dessa categoria.

O professor Yoon ressaltou que o dispositivo “oferece excelente estabilidade de tensão e redução de ruído, sendo altamente adequado para chips de IA e módulos de comunicação 6G”. Ele acredita que a solução pode ser amplamente adotada em eletrônicos de alto desempenho.