El fin de una ley que no tiene fin

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TEXTO POR ISABEL DE LA FUENTE
ILUSTRADO POR MIKEL MURILLO
ARTÍCULOS
FÍSICA | INGENIERÍA | TECNOLOGÍA
30 de Mayo de 2022

Tiempo medio de lectura (minutos)

Ese día, el bar de Gordon estaba a rebosar. Era un bar al que asistían los transistores, condensadores, diodos y resistencias del lugar, y donde se montaban las fiestas más grandes de la era de la electrónica.

A los transistores no les faltaban los amigos. Eran el corazón de la fiesta, ocupándose del encendido y del apagado o «de los unos y los ceros», como decían ellos. Había dos tipos fundamentales, que se conocían como MOSFET y FinFET. De vez en cuando llegaba un diseñador de circuitos integrados y se iba acompañado de unos cuantos millones de transistores. El diseñador los combinaba con las resistencias, los condensadores, diodos y demás y montaba el circuito. El circuito integrado o microchip se encontraba en casi todos los aparatos que utilizaban a diario los humanos —ordenador, televisor, coche, frigorífico, máquina del café, etc.—, así que, últimamente, no faltaba el trabajo.

En el bar, cada componente tenía su espacio asignado. Lo más interesante sucedía en la zona de los transistores: cada dos años el número de transistores se duplicaba, pero seguía ocupando la misma área. Obviamente, esto era así porque cada nueva generación tenía dimensiones cada vez más pequeñas que la anterior.

El hecho de que cada dos años el número de transistores por unidad de espacio se duplicara había sido observado desde hacía tiempo y recibía el nombre de ley de Moore, en honor a Gordon Moore, el ingeniero que lo enunció por primera vez en 1965. No era una ley fundamental de la naturaleza, sino un hecho que se había cumplido desde entonces hasta el actual año 2022. Estas reducciones de tamaño habían sido posibles gracias a innovaciones en la ingeniería de fabricación de los transistores, y estaban motivadas por la necesidad de conseguir diseños electrónicos más compactos y eficientes.

Sin embargo, se había corrido el rumor de que el fin de la ley de Moore estaba cerca y ese día los ánimos de los transistores estaban un tanto bajos. Un FinFET recién llegado trajo la noticia que supondría el fin del mundo para los transistores, tal y como se conocía hasta hoy.

—¿De qué te ríes? —preguntó un FinFET a un MOSFET, quien mantenía una sonrisa después de beber una copa de corriente—. No es un tema gracioso.
—No lo puedo evitar. Al pasar los electrones me hacen cosquillas en el canal —respondió el MOSFET. La tecnología planar del MOSFET no era muy eficiente y a veces tenía corrientes de fuga que le hacían un cosquilleo, por lo que necesitaba mucha potencia para funcionar.
—¿Te das cuenta de que este bar y todos nosotros podemos estar llegando a nuestro fin? Quizás nos reemplacen con un nuevo concepto totalmente diferente. ¿Habéis oído hablar de los ordenadores cuánticos? Me dan un miedo terrible.
—No te preocupes tanto. Llevan diciendo lo mismo muchos años —prosiguió el MOSFET—. En el 2013, cuando vosotros, los FinFET, me sustituisteis como tecnología más innovadora para la fabricación de microchips yo también me preocupé. Sin embargo, aquí sigo.

El MOSFET era un transistor que supuso una gran revolución cuando se introdujo en 1960 pues su reducido consumo de potencia permitió su producción a gran escala. Gracias a su fabricación sencilla y reducido precio, ahora se utilizaba en dispositivos que no requerían tamaño reducido y no tenían exigencias de rapidez.

El FinFET había sucedido al MOSFET proporcionando una mayor eficiencia. Esto se había conseguido sustituyendo el diseño planar por una especie de aleta, como si de un tiburón se tratara, que permitía un mayor flujo de corriente. Había varias generaciones clasificadas según sus dimensiones, que se medían en nanómetros (abreviadamente nm): FinFET de 22nm, de 16nm, de 10nm, de 7nm y, los más avanzados, de 5nm. Pronto se convirtió en el componente dominante y hoy en día se podían encontrar transistores FinFET en numerosos dispositivos electrónicos.

Los rumores del fin de la ley de Moore habían trastocado al FinFET y quería saber más:

—¿Por qué va a suceder exactamente?
—Bueno —respondió el FinFET de 5nm—, date cuenta de que mis distancias son ya muy cercanas a las que hay entre átomos y si se me comprime un poco más, hasta los 3nm, hay un riesgo de que fenómenos como el efecto túnel hagan que la situación sea insostenible. De cualquier modo, está el límite del tamaño atómico: ¡es imposible ser más pequeño que un átomo!
—Nuestro cuerpecito FinFET no podrá aguantar el salto a la tecnología de los 3nm. ¡Esto es el fin! —exclamó el FinFET de 7nm mientras rompía a llorar desesperadamente sobre la barra del bar.

Gordon, el camarero, sirvió otra copita de corriente al FinFET para que dejara de llorar electrones y al elevar la vista lo vio con claridad. Era la respuesta que estaban buscando y una buena noticia para todos.

—Chicos —dijo Gordon—, mirad quién acaba de entrar.

En la puerta se encontraba un transistor de nuevo diseño, muy estilizado y mucho más pequeño que todos los demás. Se presentó. Tenía una voz femenina y una mirada profunda.

—Hola a todos —dijo—, soy el transistor de nanoplacas. Me podéis llamar Gate-All-Around o GAA, para los amigos.

El transistor de nanoplacas les explicó que había nacido con IBM, una conocida compañía de investigación, y medía tan solo 2nm. Explicó cómo, en lugar de aleta, tenía muchas láminas apiladas que limitaban las dimensiones mientras que evitaban la corriente de fuga. Además, eligiendo el tamaño de las láminas adecuadamente, uno podía controlar la corriente y con ello la eficacia y potencia necesaria. En otras palabras, más rapidez y menor potencia harían realidad tecnologías como el 5G, 6G, el internet las cosas, la inteligencia artificial o las aplicaciones de la nube. Para comparar, añadió que en el espacio que cabían 90 millones de FinFET de 7nm podrían entrar ahora hasta 333 millones de transistores GAA.

El FinFET sonrió y dio un gran abrazo de bienvenida al nuevo amigo Gate-All-Around.

Entonces, todos los presentes en el bar de Gordon se dieron cuenta de lo increíble e impresionante que es la tecnología. Incluso los desafíos que se plantean como más imposibles acaban encontrando soluciones. En este caso, el nuevo diseño de transistor, el diseño con nanoplacas, daba un paso más en la ley de Moore. Parecía imposible, pero, efectivamente, había sucedido otra vez. Los humanos habían vuelto a desafiar el fin de la ley de Moore.

 

Este relato surge del concurso propuesto como tarea en la clase «Narrativa científica», impartida por Enrique Royuela, a los alumnos de la III edición del curso ‘La divulgación científica: un relato transmedia’, organizado por la Unidad de Cultura Científica y de la Innovación (UCC+i) de la Universidad de Murcia (UMU).

 

 

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