¿Qué pasará con los chips cuando lleguemos a 1 nanómetro? ¿hay límite?

Puede parecer que la industria de los semiconductores tiene todo bajo control, que hay un planing o roadmap a seguir con el cual garantizar la escalabilidad de la industria y el sostenimiento de la misma. Pero la realidad es bien distinta, los plazos empiezan a no cumplirse, los retrasos se acentúan y como tal, las dudas de inversores y usuarios comienzan a dejarse ver. ¿Qué hay más allá de 1 nanómetro? ¿hay planificación a largo plazo o simplemente vamos improvisando?

La industria está muy nerviosa y si hemos estado atentos a lo que hemos ido viendo en este último año, los roadmaps son cada vez más cortos en perspectivas temporales, apenas 3 años vista a lo sumo. Lejos quedan esos roadmap con vistas a la próxima década y si hablamos de procesos litográficos la cosa se complica …

El silicio sigue sin sustituto, reducir el espacio entre transistores es cada vez más difícil

Chips Intel

Parece que toda la industria se ha puesto de acuerdo como se pusieron con FinFET: GAA es el futuro más inmediato de los transistores y como tal, se reescribirá una vez más la ley de Moore. Pero igualmente estamos alcanzando el límite físico para reducir los tamaños, así que añadir más transistores será un paso muy grande en el salto de FinFET a GAA, pero después estaremos en el mismo paradigma cuando no haya más que chips con esta nueva tecnología.

Aunque no lo creamos, el silicio no tiene sustituto factible con sus propiedades y sobre todo, con sus costes. Se ha hablado largo y tendido sobre el grafeno, pero la realidad es que está lejos de ser usado en la industria hasta el punto de que ya hay científicos que lo descartan completamente en pleno 2021.

El futuro curiosamente pasa por el silicio, GAA y sobre todo por una tecnología ya conocida: el apilamiento vertical o también llamado 3D. A esto hay que unirle el hecho de que los chiplets estarán en todo y que la arquitectura big.LITTLE se hará con la grandísima parte del mercado, sea en x86 o ARM.

Esto no aborda el problema principal, ¿qué hay más allá de 1 nanómetro?

TSMC 1 nm

Todo esto está genial, por lo menos a corto plazo, pero la densidad y tamaño de los transistores en una oblea sigue siendo lo preocupante. ¿Llegaremos al nanómetro? Por supuesto, aunque las nomenclaturas mientan y sean herramienta de marketing como tal … El problema es bajar a los picómetros, ya que aunque hay átomos que son muy grandes y miden nanómetros, la gran mayoría se miden en picómetros, por lo que bajar físicamente a esta unidad de medida será factible, lo que no sabemos es el tiempo que nos llevará.

Tamaño átomos

El problema es que llegados a ese punto entramos en diversas paradojas, como las del túnel cuántico, que sí, que están lejanas, pero enfrentaremos como especie un problema bastante increíble a día de hoy: ciertos elementos no podrán ser utilizados en los chips del futuro cuando la litografía logre escalar por debajo del tamaño de sus átomos.

Ahí está el límite físico de la industria de los semiconductores y ahí es donde debemos llegar. ¿Cuándo? es la gran pregunta, puede que muchos no lo veamos siquiera, los tiempos se alargan cada vez más, pero el objetivo está claro, cómo llegar a él es la incógnita y variable a despejar …