Los ingenieros de Penn desarrollan un inductor toroidal vertical compatible con CMOS para la integración en chip

FILADELFIA – 2 de diciembre de 2025 – Investigadores del Grupo de MicroSensores y MicroActuadores de la Universidad de Pensilvania han revelado un gran avanceinductor toroidal verticalintegrado directamente en obleas de silicio, lo que permite la integración ultracompacta en chip para convertidores de potencia y electrónica de alta frecuencia. El estudio, publicado en una importante revista de microelectrónica, detalla un proceso de fabricación compatible con CMOS que supera el desafío de incrustar estructuras magnéticas 3D en profundas trincheras de silicio.

el prototipoinductor toroidal verticallogra una inductancia de 60 nH, una resistencia de CC de 399 mΩ y un factor de calidad de 17,5 a 70 MHz, métricas de rendimiento que rivalizan con los inductores convencionales montados en superficie y ocupan significativamente menos espacio. Mediante el uso de grabado de obleas multinivel, conformación de cavidades e interconexiones a través de obleas, el equipo integró con éxito el inductor en el sustrato de silicio, con circuitos de control digital e interruptores de alimentación colocados en la superficie de la oblea. Este diseño reduce el tamaño total de los convertidores CC-CC hasta en un 40 %, solucionando un importante cuello de botella en la miniaturización de la electrónica portátil, los wearables y los dispositivos IoT.

“Incrustarinductores toroidales verticalesdentro del volumen de silicio se desbloquea el volumen no utilizado, lo que permite sistemas más complejos y compactos", dijo el investigador principal. La tecnología es particularmente prometedora para los circuitos integrados 3D y los módulos de administración de energía de próxima generación, donde la eficiencia del espacio y el rendimiento térmico son críticos. El equipo está colaborando actualmente con fabricantes de semiconductores para escalar el proceso para la producción en masa.