Sé que el título suena un poco confuso para los que no están
tan familiarizados con el mundo tecnológico, pero es un tema sobre el que
quería hablar. Y es que durante más de cinco décadas la observación formulada
por Gordon Moore (Cofundador de Intel) se ha venido convirtiendo en la profecía
autocumplida que ha impulsado la revolución digital. La promesa de que el
número de transistores en un chip se duplicaría cada dos años nos dio desde los
primeros microprocesadores hasta el smartphone desde el que muy seguramente ves
este artículo. Pero como todo en la vida esta profecía tiene fecha de
caducidad. Y no es que la ley haya muerto; lo que sucede es que se está
quedando sin aliento, chocando contra barreras físicas que ni el ingenio humano
ha podido traspasar. Estamos presenciando el ocaso de la era del silicio y el
amanecer de algo radicalmente diferente.
Estamos teniendo un serio problema físico con el Silicio:
hemos llegado a la escala atómica. Cuando los transistores miden apenas 2-3
nanómetros (el equivalente a 20 átomos de silicio), las reglas del juego
cambian de manera abrupta. Nos enfrentamos al efecto túnel cuántico, donde los
electrones se "teletransportan" a través de las barreras aislantes
del transistor, haciendo imposible mantener un estado de apagado confiable.
Simultáneamente, la densidad de potencia se vuelve insostenible: un chip
moderno puede generar más calor por milímetro cuadrado que el fogón donde
preparas tu café, lo cual se traduce en sistemas de refrigeración más potentes.
La consecuencia directa es la desaceleración de las ganancias de rendimiento y
el costo astronómico de las nuevas fábricas de chips, que supera los 20,000
millones de dólares por planta.
En esta animación que he hecho con Gemini se puede apreciar la "Teletransportación" de los electrones.
El Nuevo Paradigma: Especialización sobre Miniaturización
El futuro no será guiado por una ley sucesora, sino por un
ecosistema de tecnologías emergentes que puedan resolver el problema. Porque la
evolución ya no consiste en fabricar transistores más pequeños, sino en
encontrar arquitecturas y materia prima totalmente nuevas, en pocas palabras el
silicio como lo veníamos utilizando ya se quedó pequeño. En este panorama,
destacan cuatro enfoques complementarios que están redefiniendo los límites de
la computación.
Chiplets y Empaquetado 3D
Imagina lo siguiente, vas a construir un procesador como un
Lego de alta precisión. Esta es la filosofía de los chiplets: pequeños trozos
de silicio especializados interconectados en un solo paquete. La ventaja clave
es el mejor rendimiento con menor costo y mayor flexibilidad. Tecnologías como
las Interconexiones de Silicio y Through-Silicon Vias actúan como autopistas
microscópicas verticales entre los chiplets apilados. Ejemplos concretos como
los procesadores AMD Ryzen y Epyc demuestran cómo esta arquitectura permite
combinar diferentes tecnologías de fabricación en un solo componente,
optimizando cada función para su tarea específica mientras se superan las
limitaciones físicas de los diseños monolíticos tradicionales.
Materiales 2D y Computación Óptica
Más allá del silicio, materiales como el grafeno y el
disulfuro de molibdeno prometen transistores más rápidos y eficientes. El
grafeno es 200 veces más fuerte que el acero y tiene una movilidad de
electrones muy superior, aunque su falta de "bandgap" -la propiedad
que permite a un transistor apagarse de forma nítida- sigue siendo un desafío.
Paralelamente, la computación óptica emerge como una solución radical: usar
fotones en lugar de electrones para procesar y transmitir datos.
comparación entre chips electrónicos comunes y ópticos.
Los fotones no
generan calor significativo y pueden viajar a la velocidad de la luz,
eliminando cuellos de botella en la comunicación entre núcleos. Aunque aún en
desarrollo para lógica general, los interconectores ópticos ya se usan
comercialmente en centros de datos.
Computación Cuántica
Esta es quizá la solución que más viene sonando y que
seguramente ya has escuchado, pero es crucial entender que la computación
cuántica no es un reemplazo para las computadoras tradicionales, sino una
herramienta especializada. La diferencia fundamental reside en los cúbits, que
pueden existir en superposición de estados (0 y 1 simultáneamente), permitiendo
resolver problemas específicos como la simulación de moléculas o optimización
logística de forma exponencialmente más rápida. El gran desafío práctico es la
decoherencia: los cúbits son extremadamente frágiles y requieren sistemas
criogénicos que los mantengan cerca del cero absoluto.
Desde mi punto de vista el panorama futuro será una
arquitectura híbrida donde convivan esta y otras soluciones que se vayan
presentando en el camino. Me imagino a los dispositivos personales usando
chiplets 3D, los centros de datos incorporando aceleradores ópticos y los
procesadores cuánticos accesibles vía cloud, y en cuanto a los materiales 2D
seguramente encontrarán su nicho en sensores y electrónica flexible. El
panorama futuro será un dispositivo cuya innovación no se medirá en nanómetros,
sino en la capacidad para crear soluciones prácticas integrando diversas
tecnologías.
Esta explicación es personal, para mis lectores que deseen
profundizar en el tema, estas fuentes ofrecen análisis técnicos detallados y
actualizados:
Nature Electronics - "Procesadores informáticos
construidos con materiales 2D"
Enlace: https://www.nature.com/articles/d41586-025-01453-w
Revista científica de alto impacto que publica
investigaciones revisadas por pares sobre electrónica avanzada y materiales 2D.
ESADE University - "La ley de Moore está obsoleta"
Enlace: https://www.esade.edu/es/articulos/la-ley-de-moore-esta-obsoleta
Análisis de la ley de Moore y el Impacto en la Industria de
Semiconductores. ESADE Ramon Llull University.
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