Despedite del silicio

¿Profecía autocumplida? Gordon Moore, creador de Intel predijo en los años 70 que durante las dos décadas siguientes la microelectrónica inundaría el mundo de transistores, y no se equivocó. Fieles a la “ley de Moore”, estas llaves electrónicas de dos estados -encendido y apagado- se convirtieron de ahí en más en un soporte básico del mundo digital.

Los transistores se fabrican con silicio, un material que -sepámoslo o no- forma parte de nuestra vida cotidiana desde hace tiempo. Heladeras, lavarropas, microondas, radios y otros artefactos que facilitan las tareas del hogar y nos permiten comunicarnos, viajar, atender nuestra salud y divertirnos, funcionan gracias a este elemento de brillo metálico que dio nombre al mítico Silicon Valley (“Valle del Silicio”), cuna de la microelectrónica en Estados Unidos.

Hoy, sin embargo, los propios ingenieros que participaron en la revolución vaticinan el fin de una era. Expertos del Massachusetts Institute of Technology (MIT) estiman que dentro de los próximos 10 a 15 años los transistores de silicio, claves para la industria, alcanzarán su techo, en términos de tamaño y rendimiento.

¿Y ahora qué?

“A menos que tomemos alguna medida drástica muy pronto, se frenará la revolución de la microelectrónica que tanto ha enriquecido nuestra vida”, comenta en un reciente comunicado de prensa del MIT el profesor Jesús del Álamo, especialista en ingeniería eléctrica e informática e integrante de los Microsystems Technology Laboratories (MTL) del célebre instituto.

Para salir de la encrucijada, el laboratorio de Jesús del Álamo y otros laboratorios del mundo están trabajando en nuevos materiales y tecnologías que puedan superar al silicio. Del Álamo y sus discípulos acaban de anunciar que están buscando nuevos materiales semiconductores para transistores capaces de optimizar su rendimiento a medida que los artefactos electrónicos se hacen más y más diminutos.

Uno de los elementos que están poniendo a prueba los expertos del MTL es el arseniuro de galio indio, material compuesto que conduce un 250 por ciento más de corriente que el silicio empleado en los transistores actuales y acelera, por lo tanto, su funcionamiento. Además, cada transistor fabricado con arseniuro de galio indio medirá apenas 60 nanómetros de largo, cinco menos que la tecnología de silicio más avanzada que se conoce hoy en el mundo: estamos hablando de llaves electrónicas tan pequeñas que medio centenar de ellas podría caber en el diámetro de un glóbulo rojo.

El desarrollo de estos transistores –apoyado entre otros por Intel y una empresa tecnológica de Singapur- no se logrará, por supuesto, de un día para otro. La investigación en materiales compuestos está aún en pañales; hasta ponerla a punto habrá que resolver algunos problemas, como la fragilidad de los nuevos materiales.

“Si trabajamos más en los materiales semiconductores podremos superar ampliamente al silicio y continuar así la revolución de la microelectrónica por mucho tiempo más”, sostiene optimista del Álamo.

Argentina, también en carrera

“A largo plazo se podría reemplazar selectivamente el silicio de los chips e introducir en ciertas áreas de aplicación materiales de alta movilidad como los compuestos que indica del Álamo”, señaló el ingeniero Daniel Lupi, director del Centro de Electrónica e Informática del Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI) al ser consultado por Agencia CyTA.

“Más aún –continúa- el quiebre tecnológico está dando lugar a los nanotubos (tubos de escala nanométrica) y el espintronics (empleo de propiedades de los electrones para almacenar señales digitales en dimensiones subatómicas) para su reemplazo. Estas alternativas son también objeto de culto en los laboratorios de avanzada.”

Para Lupi, magíster en Gestión Estratégica de la Innovación, los materiales compuestos que propone del Álamo son una promesa interesante, pero por ahora sólo eso. Si bien en algunos aspectos superan al silicio -por ejemplo, presentan menos pérdidas eléctricas en dimensiones nanométricas-, por otro lado su costo y las dificultades para obtenerlos los hacen buenos sólo para los laboratorios.

“Falta recorrer mucho camino para dar con nuevas arquitecturas de diseño de transistores. La realidad es que la industria microelectrónica lleva más de 60 años optimizando la producción basada en silicio, con inversiones de miles de millones de dólares –explica-. Hoy, las plantas de fabricación de silicio se separan de las grandes firmas y deben buscar su propia rentabilidad en la dura confrontación que se avecina.”

{adr}Una de las rutas alternativas que se barajan en el mundo es el desarrollo de sistemas completos en un mismo chip. El laboratorio de Microsistemas del INTI está recorriendo ese camino desde hace un tiempo. “Estamos trabajando en los llamados Lab-on-a-chip, los sistemas micro-electro-mecánicos (MEMS) y otros dispositivos que se acercan a la aplicación concreta de la microelectrónica. Nuestros profesionales y estudiantes investigan en microsistemas, donde la microelectrónica convive por ejemplo con los reactivos bioquímicos, para lograr diagnósticos y medicaciones, determinar la eficacia de una vacunación o la toxicidad de un alimento”, indica Lupi.

El especialista argentino comenta que a principios de 2006 en el INTI recibieron a la doctora Victoria Diadiuk, del mismo laboratorio al que pertenece del Álamo. “En un diálogo abierto entre pares pudimos ver que el MIT no sigue sólo el camino de la ley de Moore, sino que también explora con mucha intensidad otros senderos –dice-. Compartimos experiencias y resultados, que nos ayudarán a refinar nuestra estrategia para acercar estas tecnologías a la sociedad argentina.”