Crean un chip que usa nanotubos de carbono en lugar de silicio: ¿solución a la Ley de Moore?

Un grupo de científicos ha conseguido fabricar el primer procesador que emplea nanotubos de carbono para sus transistores. La sustitución del habitual silicio por los nanotubos de carbono, podría abrir una nueva etapa en el desarrollo de los componentes electrónicos. Esto se debería a que el carbono es mucho mejor conductor de la electricidad que el silicio, que se ha usado hasta el momento en la fabricación de los transistores que se usan en el interior de los componentes electrónicos modernos.

Como bien sabéis, desde la invención del transistor en el año 1926, y el comienzo de la producción de sus primeros modelos en el año 1946, los transistores siempre se han fabricado usando el silicio que puede encontrarse en la arena. Es un material que permite ser dopado con cierta facilidad y, por tanto, permite el paso (o no) de la corriente eléctrica por su interior. A este tipo de materiales se les denomina «semiconductores», dado que permiten que pase la corriente eléctrica mejor que en el caso de un material aislante, pero peor que el caso de un metal, que suele ser un conductor.

Sin embargo, un problema que tiene el silicio es que, cuanto más pequeño se intentan fabricar los transistores, más problemas presenta su correcto funcionamiento. Dado que los electrones no se mueven como debieran. Y en la industria de semiconductores, donde ya se hablan de nodos de 2 nm, esto es un obstáculo que se ha de solventar.

El carbono lleva mucho tiempo en el punto de mira de los ingenieros

Uno de los posibles sustitutos para reemplazar el silicio ha sido, desde hace años, el carbono. Y, más concretamente, los nanotubos de carbono. Debido, en parte, a que estos tienen un grosor que es de prácticamente el equivalente a un átomo de carbono. Pero también, al hecho de ser un semiconductor eléctrico bastante mejor que el silicio. El hecho es que, en teoría, un procesador desarrollado con nanotubos de carbono podría ser hasta tres veces más rápido que uno de los actuales modelos. Y consumiría solo un tercio que estos. Esto podría volver a poner a la Ley de Moore sobre la palestra.

El problema, hasta ahora, estribaba en que, cuando se depositaban los nanotubos de carbono sobre una oblea para fabricar el chip de un procesador, estos tienden a agruparse sin orden ni concierto, impidiendo que un procesador pueda funcionar. Junto con un problema residual de la fabricación de los nanotubos de carbono, que hace que en ella acaben apareciendo otros nanotubos, pero completamente metálicos. El primer problema se ha conseguido solucionar haciendo vibrar la oblea, de manera que los nanotubos de carbono se alineen correctamente. Y, el segundo, desarrollando un circuito que fuera capaz de detectar los conflictivos nanotubos metálicos, y los aislara.

El procesador que así se ha fabricado, tiene unos 14.000 transistores formados por nanotubos de carbono. Con un espesor de 1 micrómetro (que es lo mismo que 1.000 nm). Y su frecuencia de cambio de estado es de 1 millón de veces cada segundo, es decir, 1 MHz. Eso, comparado con las frecuencias de los actuales transistores que usamos, que hace dos décadas que se miden en miles de millones de cambios de estado. Básicamente, este primer procesador viene a tener un rendimiento equivalente al de un procesador que se hubiera fabricado durante la década de los años 80 del siglo pasado.