Engenheiros da Penn desenvolvem indutor toroidal vertical compatível com CMOS para integração no chip

FILADÉLFIA – 2 de dezembro de 2025 – Pesquisadores do Grupo de MicroSensores e MicroAtuadores da Universidade da Pensilvânia revelaram um avançoindutor toroidal verticalincorporado diretamente em wafers de silício, permitindo integração ultracompacta no chip para conversores de energia e eletrônicos de alta frequência. O estudo, publicado em uma importante revista de microeletrônica, detalha um processo de fabricação compatível com CMOS que supera o desafio de incorporar estruturas magnéticas 3D em trincheiras profundas de silício.

O protótipoindutor toroidal verticalatinge uma indutância de 60 nH, uma resistência DC de 399 mΩ e um fator de qualidade de 17,5 a 70 MHz - métricas de desempenho que rivalizam com os indutores convencionais montados em superfície, ocupando significativamente menos espaço. Utilizando gravação de wafer multinível, modelagem de cavidade e interconexões de wafer, a equipe integrou com sucesso o indutor ao substrato de silício, com circuitos de controle digital e interruptores de energia posicionados na superfície do wafer. Esse projeto reduz o tamanho geral dos conversores DC-DC em até 40%, resolvendo um grande gargalo na miniaturização de eletrônicos portáteis, wearables e dispositivos IoT.

“Incorporaçãoindutores toroidais verticaisdentro do volume de silício libera volume não utilizado, permitindo sistemas mais complexos e compactos”, disse o pesquisador principal. A tecnologia é particularmente promissora para CIs 3D de próxima geração e módulos de gerenciamento de energia, onde a eficiência de espaço e o desempenho térmico são críticos. A equipe está atualmente colaborando com fabricantes de semicondutores para dimensionar o processo para produção em massa.