These devices operate in fractions of a nanosecond. The hBN memristor reached 120 ps, while graphene flash programmed in 400 ps. Those results prove physical possibility. They do not report wafer yield, repeated lots or customer qualification.
Estos dispositivos operan en fracciones de nanosegundo. El memristor de hBN llegó a 120 ps y la flash de grafeno se programó en 400 ps. Esos resultados prueban posibilidad física. No informan rendimiento de oblea, lotes repetidos ni calificación de clientes.
The material names sound exotic, but the strategic question is simple. Some candidates carry current faster, some store information and others handle power. CMOS is the factory platform they must complement or replace. Most near-term evidence points toward complementing it.
Los nombres de los materiales suenan exóticos, pero la pregunta estratégica es sencilla. Algunos candidatos transportan corriente más rápido, otros almacenan información y otros manejan potencia. CMOS es la plataforma fabril que deben complementar o reemplazar. La mayoría de la evidencia cercana apunta a complementarla.
This is the prototype race car of the deck. The device exceeded 40,000,000 cm²/Vs and doubled the previous device record. But it used a specialized GaAs/AlGaAs quantum well and a separate flip-chip gate assembly. That is a physics breakthrough, not a production-wafer result.
Este es el prototipo de carreras de la presentación. El dispositivo superó 40.000.000 cm²/Vs y duplicó el récord anterior. Pero usó un pozo cuántico especializado de GaAs/AlGaAs y una compuerta separada con ensamblaje flip-chip. Es un avance físico, no un resultado de oblea productiva.
The evidence is moving beyond one champion transistor. Researchers measured 230 MoS₂ devices and 160 WS₂ devices across centimeter-scale chips. That population can reveal consistency that one record device hides. The remaining jump is from research chips to repeated production lots.
La evidencia está superando al transistor campeón aislado. Los investigadores midieron 230 dispositivos de MoS₂ y 160 de WS₂ en chips de escala centimétrica. Esa población puede revelar una consistencia que un solo récord oculta. El salto pendiente va de chips de investigación a lotes productivos repetidos.
The factory evidence is no longer zero. One wafer-scale process achieved 95.8% across 144 transistors, and a secondary report put a 300 mm flow at 94%. Those are serious pilot signals. Neither result establishes stable yield across repeated production lots.
La evidencia fabril ya no es cero. Un proceso a escala de oblea logró 95,8% en 144 transistores y un informe secundario situó un flujo de 300 mm en 94%. Son señales piloto importantes. Ningún resultado establece rendimiento estable en lotes productivos repetidos.
A fast transistor answers only the first question. Industry-useful studies must also address wafer scalability, measured defects, relevant dimensions, and data on yield, variation, reliability and stability. The framework groups those needs into 4 requirements beyond performance. It is an evidence standard, not a formal customer specification.
Un transistor rápido responde solo la primera pregunta. Los estudios útiles para la industria también deben cubrir escalabilidad de oblea, defectos medidos, dimensiones pertinentes y datos de rendimiento, variación, fiabilidad y estabilidad. El marco agrupa esas necesidades en 4 requisitos además del rendimiento. Es un estándar de evidencia, no una especificación formal de clientes.
Reliability is becoming a real strength, not merely a promise. Graphene flash exceeded 5.5 million cycles, and hybrid hBN memory reached roughly 5 million. A wafer-scale NbS₂–MoS₂ process passed 60,000 programming pulses. These tests matter, but they are not interchangeable with qualified product lifetime.
La fiabilidad se está convirtiendo en una fortaleza real, no solo en una promesa. La flash de grafeno superó 5,5 millones de ciclos y la memoria híbrida de hBN llegó a cerca de 5 millones. Un proceso NbS₂–MoS₂ a escala de oblea superó 60.000 pulsos de programación. Estas pruebas importan, pero no equivalen a una vida útil de producto calificada.
The wafer-size barrier is starting to fall. Direct MoS₂ growth reached a 200 mm silicon platform, while 2D transistor integration, GaN pilot processing and MoS₂ stability work reached 300 mm. Scaling also exposed defective gate-edge problems at higher temperatures. A larger wafer starts the manufacturing case, but it does not finish it.
La barrera del tamaño de oblea empieza a caer. El crecimiento directo de MoS₂ llegó a una plataforma de silicio de 200 mm, mientras la integración de transistores 2D, el piloto de GaN y los estudios de estabilidad de MoS₂ llegaron a 300 mm. El escalado también expuso problemas en bordes defectuosos de compuerta a temperaturas mayores. Una oblea más grande inicia el caso fabril, pero no lo completa.
This cross-section turns the manufacturing problem into something physical. The demonstration used a scalable 300 mm flow and a 50 nm contacted pitch. Every layer, edge and contact must survive variation across the wafer and across lots. The image shows the device structure, not qualified production.
Esta sección transversal vuelve físico el problema fabril. La demostración usó un flujo escalable de 300 mm y un paso contactado de 50 nm. Cada capa, borde y contacto debe resistir variaciones en toda la oblea y entre lotes. La imagen muestra la estructura del dispositivo, no producción calificada.
Commercial manufacturing evidence is strongest in specialized compound materials. A Tier 1 manufacturer qualified an ALD tool for eight-inch GaN-on-silicon production, with 17 tools operating globally. A gallium-oxide supplier reported six- and eight-inch production and delivered six-inch wafers with thickness variation below 1%. Customer identity, device yield and independent shipment data remain limited.
La evidencia de fabricación comercial es más fuerte en materiales compuestos especializados. Un fabricante de primer nivel calificó una herramienta ALD para producir GaN sobre silicio de ocho pulgadas y operaban 17 herramientas mundialmente. Un proveedor de óxido de galio informó producción de seis y ocho pulgadas y entregó obleas de seis pulgadas con variación inferior a 1%. La identidad del cliente, el rendimiento y los datos independientes de envíos siguen siendo limitados.
Post-silicon computing has moved far beyond one transistor. A carbon-nanotube processor integrated more than 14,000 complementary transistors and ran standard instructions. The wafer-scale NbS₂–MoS₂ yield result covered 144 transistors. One proves system integration, while the other begins to measure manufacturing consistency.
La computación pos-silicio ha avanzado mucho más allá de un transistor. Un procesador de nanotubos de carbono integró más de 14.000 transistores complementarios y ejecutó instrucciones estándar. El resultado de rendimiento de NbS₂–MoS₂ a escala de oblea cubrió 144 transistores. Uno prueba integración de sistema y el otro empieza a medir consistencia fabril.
The evidence shows new materials entering the silicon path in specialized layers and stacked devices. The possible replacement of the silicon transistor channel is a separate roadmap projection around 2041, not a claim that the wider CMOS platform will be replaced.
La evidencia muestra que los materiales nuevos entran en la ruta del silicio mediante capas especializadas y dispositivos apilados. El posible reemplazo del canal del transistor de silicio es una proyección de hoja de ruta separada hacia 2041, no una afirmación de que se reemplazará toda la plataforma CMOS.
Reliability evidence can be startlingly strong in specialized power devices. This study projected one failure per million over 900 years. The figure comes from accelerated testing at 1,360 V and 100°C, not centuries of field operation. It supports qualification for a narrow GaN application, not replacement of CMOS logic.
La evidencia de fiabilidad puede ser extraordinariamente fuerte en dispositivos de potencia especializados. Este estudio proyectó una falla por millón durante 900 años. La cifra proviene de pruebas aceleradas a 1.360 V y 100°C, no de siglos de operación en campo. Apoya la calificación de una aplicación GaN concreta, no el reemplazo de la lógica CMOS.
The incumbent advantage is not only technical. TSMC guided to a 2026 capital budget between $52 billion and $56 billion. That money supports a broad manufacturing ecosystem already built around silicon. An alternative does not need to displace all of it, but a wholesale replacement would confront that scale.
La ventaja del incumbente no es solo técnica. TSMC proyectó un presupuesto de capital para 2026 de entre US$52 mil millones y US$56 mil millones. Ese dinero sostiene un amplio ecosistema fabril ya construido alrededor del silicio. Una alternativa no necesita desplazarlo todo, pero un reemplazo total afrontaría esa escala.
Silicon enters this race with a deeply funded industrial base. TSMC reported $124 billion in company-wide revenue for 2025. Advanced nodes already operate inside that ecosystem of fabs, tools, suppliers and customers. A replacement must compete with the network, not only the transistor.
El silicio entra en esta carrera con una base industrial fuertemente financiada. TSMC registró US$124 mil millones de ingresos totales en 2025. Los nodos avanzados ya operan dentro de ese ecosistema de fábricas, herramientas, proveedores y clientes. Un reemplazo debe competir con la red, no solo con el transistor.
The counterevidence sharpens the thesis instead of overturning it. GaN is entering power-device pilot lines and qualified tools. hBN memory sits on silicon CMOS, while molybdenum enters existing chip processes as a supplied material. The wins are real, but they replace a function, layer or process step rather than the whole silicon platform.
La contraevidencia afina la tesis en vez de invalidarla. GaN entra en líneas piloto y herramientas calificadas para dispositivos de potencia. La memoria hBN se coloca sobre CMOS de silicio y el molibdeno entra en procesos existentes como material suministrado. Las victorias son reales, pero reemplazan una función, una capa o un paso, no toda la plataforma de silicio.
The stopwatch is spectacular. The missing evidence is repeatable production and qualification. The race includes compound semiconductors and atomically thin layers around silicon.
Key findings
The strongest manufacturing wins are specialized: GaN power, gallium-oxide wafers, hBN memory and molybdenum process materials succeed without replacing the silicon platform. Infineon Technologies
A GaAs field-effect device exceeded 40 million cm²/Vs mobility, doubling the prior device record, but used a specialized quantum well and flip-chip assembly. arXiv
An atomically thin hBN memristor switched in 120 picoseconds at 2 pJ, setting a device-speed record without establishing wafer yield or product qualification. Nature Communications
Graphene-channel flash programmed in 400 picoseconds and endured over 5.5 million cycles, combining speed and endurance in one laboratory device. Nature
Wafer-scale NbS₂–MoS₂ heterostructures achieved 95.8% yield across 144 field-effect transistors, plus memory endurance beyond 60,000 programming pulses. Nature Electronics
A 2D-transistor benchmark tested 230 MoS₂ and 160 WS₂ devices across 1 × 1 cm² chips, moving beyond isolated champion devices. Nature Communications
Industry-useful 2D-device studies require four things beyond performance: wafer scalability, measured defects, relevant dimensions, and yield, variation, reliability and stability data. Nature Communications
Imec, ASML and TSMC demonstrated 2D nFETs and pFETs in a scalable 300 mm flow at 50 nm contacted pitch. imec
A report on that 300 mm 2D flow said 94% of integrated transistors switched as intended, a strong pilot result still short of production proof. LavX News
A 200 mm process grew MoS₂ below 300°C directly on silicon CMOS, avoiding transfer while limiting silicon-current change to under 0.5%. Nature Nanotechnology
Infineon developed a 300 mm power-GaN wafer process on an integrated pilot line, moving GaN into silicon-scale factory equipment. Infineon Technologies
A Tier 1 manufacturer qualified an ALD cluster tool for volume GaN-device production on eight-inch GaN-on-silicon wafers; 17 tools were operating globally. Beneq
The argument
A specialized GaAs device exceeded 40,000,000 cm²/Vs mobility.
Testing hundreds of devices is progress, but it is still not production-lot yield.
High pilot yield is encouraging, but repeatability needs denominators, binning rules and multiple lots.
Industry-useful 2D studies need 4 evidence requirements beyond performance.
Endurance has crossed millions of cycles, but each result still needs system-level qualification.
Large wafers solve one factory question while exposing the next problems in stability and repeatability.
This research is published in English and Spanish. Ver en español
La investigación detrás de esta presentación
El cronómetro es espectacular. Falta demostrar producción repetible y calificación. La carrera incluye semiconductores compuestos y capas atómicamente delgadas alrededor del silicio.
Hallazgos clave
Las victorias fabriles más fuertes son especializadas: potencia GaN, obleas de óxido de galio, memoria hBN y molibdeno avanzan sin reemplazar la plataforma de silicio. Infineon Technologies
Un dispositivo de efecto de campo de GaAs superó 40 millones de cm²/Vs de movilidad, duplicando el récord previo, pero usó un pozo cuántico y ensamblaje flip-chip. arXiv
Un memristor de hBN atómicamente delgado conmutó en 120 picosegundos con 2 pJ, un récord de dispositivo que no establece rendimiento de oblea ni calificación de producto. Nature Communications
Una memoria flash con canal de grafeno se programó en 400 picosegundos y superó 5,5 millones de ciclos, combinando velocidad y resistencia en un dispositivo de laboratorio. Nature
Heteroestructuras de NbS₂–MoS₂ a escala de oblea lograron 95,8% de rendimiento en 144 transistores y más de 60.000 pulsos de programación. Nature Electronics
Una evaluación de transistores 2D probó 230 dispositivos de MoS₂ y 160 de WS₂ en chips de 1 × 1 cm², superando los dispositivos campeones aislados. Nature Communications
Los estudios 2D útiles para la industria requieren cuatro elementos adicionales: escalabilidad, defectos medidos, dimensiones pertinentes y datos de rendimiento, variación, fiabilidad y estabilidad. Nature Communications
Imec, ASML y TSMC demostraron transistores 2D nFET y pFET en un flujo escalable de 300 mm con paso contactado de 50 nm. imec
Un informe sobre ese flujo 2D de 300 mm afirmó que 94% de los transistores integrados conmutó correctamente, un resultado piloto aún insuficiente para probar producción. LavX News
Un proceso de 200 mm cultivó MoS₂ por debajo de 300°C directamente sobre CMOS de silicio, evitando la transferencia y limitando el cambio de corriente a menos de 0,5%. Nature Nanotechnology
Infineon desarrolló un proceso de obleas GaN de potencia de 300 mm en una línea piloto integrada, acercando GaN a equipos fabriles de escala silicio. Infineon Technologies
Un fabricante de primer nivel calificó una herramienta ALD para producir dispositivos GaN en obleas GaN sobre silicio de ocho pulgadas; operaban 17 herramientas mundialmente. Beneq
El argumento
Un dispositivo especializado de GaAs superó 40.000.000 cm²/Vs de movilidad.
Probar cientos de dispositivos es progreso, pero aún no es rendimiento de lotes productivos.
Un rendimiento piloto alto anima, pero la repetibilidad exige denominadores, reglas de clasificación y varios lotes.
Los estudios 2D útiles necesitan 4 requisitos de evidencia además del rendimiento.
La resistencia superó millones de ciclos, pero cada resultado aún necesita calificación a nivel de sistema.
Las obleas grandes resuelven una pregunta fabril y exponen los siguientes problemas de estabilidad y repetibilidad.
Esta investigación se publica en inglés y español. Read in English
