Samsung es el primero en fabricar microchips de 3 nanómetros de forma masiva

Estas semanas Samsung se ha convertido se convirtió en el primer fabricante de chips del mundo en producir en masa microchips de 3 nanómetros. Los nuevos chips serán más pequeños, más potentes y eficientes y se utilizarán en aplicaciones informáticas de alto rendimiento antes de instalarse en dispositivos como los teléfonos móviles. Todo esto surge cuando la alarma en Taiwan por una posible invasión china, pone en jaque la producción mundial de microchips. Pero si cada vez llevamos un número menor de nanómetros, el límite físico se acerca y aún no sabemos qué vendrá después.

En total la compañía coreana invertirá 350.000 millones de euros, en los próximos cinco años, para avanzar en “la producción en masa de chips basados en el proceso de 3 nanómetros”. La gran mayoría de los microchips más avanzados del mundo están fabricados por solo dos empresas, Samsung y TSMC de Taiwán, las cuales funcionan a plena capacidad para aliviar la escasez mundial.

Si bien Samsung es el líder del mercado en chips de memoria, TSMC lo lidera en el área de fundición avanzada con más de la mitad del mercado global y clientes que incluyen a Apple y Qualcomm, mientras que Samsung le sigue con alrededor del 16 por ciento de participación de mercado. De hecho TSMC comenzará la producción en volumen de tecnología de 3 nanómetros en la segunda mitad de este año, aunque ya comenzó el desarrollo de tecnología de 2 nanómetros.

¿Qué significa esto? Básicamente un microchip funciona como un cerebro, pero un cerebro digital en el que las neuronas serían los transistores y todo el cerebro el microchip. Del mismo modo que en el cerebro, donde las responsables de pasarse la información son las neuronas, en un microchip los datos y los procesos se transmiten de un transistor a otro. Los actuales modelos de microchips, con una arquitectura de 5 nanómetros, tienen cerca de 7.000 millones de transistores o neuronas.

Los nanómetros a los cuales nos referimos, señalan la distancia que separa un transistor de otro. De este modo, reducir esa distancia significa que podemos poner en un mismo espacio más “neuronas”, es decir mayor potencia de procesamiento. Para darnos una idea lo que significa un nanómetro, una hoja de papel tiene un grosor de unos 100.000 nanómetros y un átomo de oro tiene aproximadamente un tercio de un nanómetro de diámetro.

“En comparación con el proceso de 5 nm, el proceso de 3 nm de primera generación puede reducir el consumo de energía hasta en un 45 %, mejorar el rendimiento en un 23 % y reducir el área en un 16 %”, dijo Samsung en un comunicado. Pero esto trae enormes desafíos. E incógnitas. Si bien aumenta el rendimiento, también puede aumentar el calor generado por una mayor potencia. Y eso hay que resolverlo. Por otro lado, la incógnita, a medida que avanzamos, tiene que ver con el límite físico: ¿qué pasará cuando lleguemos a 1 nanómetro? ¿Qué vendrá después?

Las tres opciones que se barajan son: los angstrom, nuevos elementos y chips cuánticos. Estos últimos aún están muy lejos de producirse en masa, al nivel que lo s necesita el mercado, por lo que serán una excelente opción, pero de aquí a dos o tres décadas. La segunda opción es investigar en nuevos elementos y ya no depender tanto del silicio. Elementos más ligeros, con mayor conectividad, disponibles en enorme cantidad y fácil de trabajar. No son muchos y una de las posibilidades es el grafeno, una sustancia compuesta por carbono puro que durante años ha sido catalogada como la piedra milagrosa para el avance, pero hasta ahora ha cumplido muy pocas de sus promesas.

Finalmente están los angstrom, la opción más factible. Si los nanómetros son las mil millonésima parte de un metro, los angstrom son las diez mil millonésima parte de un metro. La idea es seguir metiendo transistores en un microchip a una distancia cada vez más y más pequeña, hasta que encontremos nuevos elementos mejores que el silicio o llegue la computación cuántica a la producción masiva.