¿Qué pasa cuando los procesadores lleguen a 1 nm? ¿Es el final?

Como sabéis, en la actualidad la magnitud que se utiliza para medir los procesos litográficos con los que se fabrican los chips son los nanómetros (aunque realmente se refieren al tamaño de los transistores), y todos los principales fabricantes de chips están luchando por seguir reduciendo este tamaño al mínimo posible pero, ¿qué sucederá una vez que se alcancen 1 nm? ¿Será el final del camino y no podrán seguir mejorando la litografía de los chips?

Para poner estas dimensiones en perspectiva, primero debéis saber qué son los nanómetros: un nanómetro son 0,000000001 metros, o 10−9 m. Para poner esto en perspectiva, un cabello humano tiene un grosor de unos 0,08 milímetros, un glóbulo rojo de la sangre mide 5 micrómetros o un virus (no informático) mide del orden de 100 nanómetros. Ya en esta escala tenemos que las proteínas miden 10 nanómetros, o los lípidos miden unos 5 nm. Para que nos entendamos, una litografía de 1 nm estaría fabricando transistores 100 veces más pequeños que un virus.

¿Qué hay después de la litografía de 1 nm?

En la actualidad los fabricantes ya están teniendo bastantes problemas con los nodos de fabricación de 10 nm, si bien los 7 nm están ya dominados por parte de algunos fabricantes y los 5 y 3 nanómetros están en camino. Sin embargo, a estas alturas ya se empieza a hablar de decimales (2,5 nm) porque cada vez es más complicado, y sin embargo todos los principales fabricantes tienen en sus planes ya no solo el llegar a 1 nm sino seguir reduciendo la escala desde ahí.

Transistor

Reducir el tamaño de los transistores es fundamental para poder incorporar un mayor número de ellos en la misma superficie, mejorando así la eficiencia energética ya que se mejora el rendimiento manteniendo o incluso disminuyendo el consumo. Esto crea otros problemas como la densidad con la que se genera el calor, pero eso es otro tema: lo que todos tenemos claro es que el objetivo es seguir reduciendo la escala de estos transistores que son como las neuronas del cerebro pero en una CPU.

Obviamente por debajo de 1 nm tendremos que dejar de utilizar los nanómetros como escala (o utilizar decimales, claro) y pasaremos a utilizar los picómetros, y aunque todavía queda un largo camino por delante para llegar a ello debéis ser conscientes de una cosa: en el momento en el que se consigan fabricar transistores de 0,1 nm estaremos ya hablando de una escala atómica y no nanométrica, lo cual nos lleva al siguiente punto de este artículo.

El hardware molecular, el futuro de la litografía

Cuando pensamos en una molécula siempre tenemos en mente algo extraordinariamente pequeño, tanto que tan solo puede verse con un microscopio muy potente o un equipo altamente especializado. No obstante, también hay que tener en cuenta que una molécula no siempre tiene escala atómica, y solo hay que ver el ADN humano, algo que no podemos ver a simple vista pero que si se estirara por completo podría llegar a medir hasta 3 metros de largo.

No obstante, efectivamente también podemos poner el ejemplo contrario, como una molécula de agua (H2O) que tiene un diámetro de aproximadamente 0,275 nanómetros, y esta referencia es precisamente la que ya se lleva tiempo trabajando porque una litografía futura sería literalmente 0,3 nanómetros, un tercio de una litografía de 1 nm a la que todavía ni siquiera hemos llegado. ¿Os imagináis cuántos transistores cabrían en el tamaño de un procesador normal?

El hecho es que el desarrollo de las litografías no se terminará en 1 nm, y de hecho ya llevan tiempo investigando litografías de fabricación sub nanométricas. No obstante, todavía estamos lejos de eso porque, entre otras cosas, para lograr algo así se tiene que trabajar a temperaturas criogénicas y además todavía no han encontrado la manera de hacer canales de comunicación a nivel molecular. Están en ello y repetimos que estamos todavía lejos, pero llegar, llegaremos.

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