El 'chip rascacielos' rediseña el ordenador del futuro

El cofundador de Intel, Gordon Moore, puede respirar tranquilo. La ley que lleva su apellido y que enunció en 1965 seguirá vigente gracias a una nueva generación de chips creados con estructuras tridimensionales. La Ley de Moore afirma que la densidad de los transistores de un chip se duplica aproximadamente cada 18 meses, aumentando sus prestaciones y reduciendo los costes. Y así ha sido hasta la fecha, pero la continua aparición de dispositivos cada vez más pequeños, y a los que los usuarios piden más potencia y menor consumo, ha obligado a los ingenieros a pensar en una forma alternativa de transistor. Intel, el mayor fabricante de chips del mundo, ha anunciado esta semana que iniciará la producción en masa de transistores en 3D en lugar de los bidimensionales que se utilizan hoy.

Un transistor es básicamente un interruptor que está encendido o apagado, ya que toda la información que procesa es binaria. "El gran invento fueron los transistores integrados en silicio, que permiten realizar funciones más complejas. A partir de ahí, el esfuerzo ha sido hacer que esos ladrillos con los que se contruye el microprocesador sean cada vez más pequeños y que puedan encenderse y apagarse más rápido, a la vez que consumen menos", resume el director de tecnología de Intel, Antonino Albarrán.

Intel ha tardado nueve años en poner a punto esta tecnología

Intel ya anunció en 2002 que el siguiente salto en los transistores tendría que venir de la mano del 3D. Pero entonces la compañía no era capaz de fabricarlos. Nueve años después ha presentado Tri-Gate,unos conductores tridimensionales que se alzan en vertical desde el sustrato de silicio con el que se fabrica la oblea que los integra. La compañía compara el nuevo diseño con la construcción de rascacielos en urbanismo. "Estos edificios permiten optimizar el espacio disponible con la construcción en altura, y la estructura de los transistores 3D ofrecen un medio para optimizar la densidad", explica Intel en un comunicado.

El control de la corriente se realiza implementando puertas que son en realidad in-terruptores en cada uno de los tres lados expuestos a la conducción en lugar de una única puerta en la parte superior, como sucedía con los transistores en 2D. "Cuando ahora se fabrica una oblea de silicio, la superficie es plana y la corriente pasa por una estructura de transistores en 2D con una dimensión de 32 nanómetros. El año que viene, se pasará a los 22 nanómetros y en esta tecnología se van a incluir los transistores 3D", aclara Albarrán. Un milímetro equivale a un millón de nanómetros. Los ingenieros de Intel ya han anunciado que el tamaño de los elementos de cada transistor podría reducirse hasta los 10 nanómetros en el año 2015.

Albarrán destaca que la estructura 3D tiene beneficios directos para el usuario. "A la hora de integrarlo en los diferentes dispositivos ofrece un 37% más de velocidad, o bien la mitad de consumo energético". Para comercializarlos, la compañía apostará por la velocidad en ordenadores domésticos y servidores, dejando para móviles y portátiles ultrafinos la reducción del consumo, para aumentar la vida de la batería o seguir reduciendo el tamaño de los dispositivos.

Estos transistores permiten que se siga cumpliendo la Ley de Moore

Con la producción de esta tecnología, Intel pretende recuperar el terreno perdido en teléfonos móviles y tabletas ya que, mientras sigue dominando en ordenadores domésticos, portátiles y servidores, pequeños fabricantes se han hecho con el mercado móvil. Sus competidores dudan, no obstante, de que la compañía sea capaz de mantener una reducción de consumo energético suficiente como para que sus chips resulten atractivos para el mercado de móviles y tabletas. Apple, por ejemplo, utiliza microprocesadores de Intel para sus ordenadores y portátiles, pero para el iPhoney el iPad optó por la competencia.

Intel empezará a producir ordenadores de sobremesa, portátiles y servidores con transistores 3D antes de final de este año y los primeros equipos empezarán a venderse a principios de 2012. El precio de los nuevos procesadores, aún sin determinar, no tiene por qué ser muy superior al de los que se venden ahora. "En el coste de fabricación de las obleas de 30 centímetros influye la tasa de error de los transistores y ser capaz de incluir un mayor número de ellos. Aunque esta tecnología tiene también un coste de desarrollo, se está pasando de 32 a 22 nanómetros y, por tanto, esto abarataría el coste", señala Albarrán.

1. Tamaño

El tamaño es lo que más ha cambiado en el mundo de los procesadores. El primer transistor, la pieza básica de los microprocesadores, que se construyó en los laboratorios Bell en 1947, era tan grande que sus piezas tenían que unirse con las dos manos. El último, de tan sólo 22 nanómetros, es tan pequeño que en la cabeza de un alfiler (con un diámetro de 1,5 milímetros) caben más de cien millones.

2. Rapidez

El microprocesador de 22 nanómetros de Intel es 4.000 veces más rápido, usa 5.000 veces menos energía y es 50.000 veces más barato que el primer modelo de microprocesador de la compañía, el 4004, de 1971.