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La fabricación de chips se ha convertido en un proceso altamente complejo que implica la creación de estructuras miniaturizadas en silicio. Gracias a avances tecnológicos como la litografía avanzada y la nanotecnología, los fabricantes de chips pueden integrar miles de millones de transistores en un solo chip del tamaño de una uña. Este nivel de precisión y densidad de componentes es fundamental para el funcionamiento de dispositivos como teléfonos inteligentes, ordenadores y sistemas de inteligencia artificial.
Min Cao, vicepresidente de exploración de caminos en la Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), es un ejemplo destacado de cómo los sueños y las carreras pueden tomar rumbos inesperados. Originalmente inclinado hacia una carrera en física, Cao encontró su pasión en el campo de los microchips ante la falta de oportunidades en su campo de estudio inicial. Su trabajo en TSMC ha sido fundamental para impulsar el rendimiento de los chips al límite de las leyes de la física, un desafío que, aunque se complica cada vez más, no detiene su avance.
En el panorama global, solo tres compañías —Intel, Samsung y TSMC— lideran la producción en masa de microchips lo suficientemente potentes y pequeños para satisfacer las demandas de las tecnologías móviles avanzadas de hoy. La innovación en este campo es crucial, especialmente cuando los componentes de los transistores alcanzan niveles casi atómicos, obligando a los ingenieros a idear métodos cada vez más creativos para asegurar el progreso. Este desafío incluye la construcción vertical de los chips y una reevaluación de cómo se empaquetan, anticipando que la combinación de chips con diferentes funciones marcará las futuras líneas de batalla en el sector de los semiconductores.
La fabricación de los chips más recientes para smartphones, como los del iPhone 15 Pro mediante un proceso de 3 nanómetros, ilustra la continua miniaturización de sus componentes. A pesar de que el término «3 nanómetros» ya no hace referencia a las dimensiones físicas de los transistores, sí alude a la escala reducida de estos elementos esenciales en todo dispositivo digital.
La innovación no se detiene en la miniaturización. La construcción de chips enfrenta desafíos significativos, como la precisión, la repetibilidad y la limpieza en las plantas de fabricación, donde cualquier partícula, incluso más pequeña que una bacteria, puede comprometer la integridad del chip. Además, el proceso de fabricación de cada circuito integrado implica más de mil pasos controlados con precisión, requiriendo una inversión considerable en investigación y desarrollo.
Mientras tanto, el panorama competitivo se intensifica. Con ventas globales de chips superando los $500 mil millones el año pasado, la industria de los semiconductores podría alcanzar el billón de dólares para finales de esta década. En este contexto, la administración de Biden, con su Ley Chips, busca revitalizar la competitividad de EE. UU. en la fabricación de chips, mientras China avanza rápidamente en este campo, a pesar de las restricciones de exportación impuestas por EE. UU.
En el ámbito de los chips para inteligencia artificial (IA), Nvidia y AMD luchan por la supremacía técnica y la cuota de mercado, impulsados por la creciente demanda de procesadores que alimentan aplicaciones como ChatGPT de OpenAI. AMD, en particular, ha introducido avances técnicos significativos, desafiando a Nvidia, la compañía de chips más valiosa del mundo.
Para mantener vivo el ritmo de innovación y cumplir con la Ley de Moore, la industria explora nuevas arquitecturas como los «chiplets» y avances en empaquetado avanzado, lo que permite una mayor flexibilidad y eficiencia en el diseño de microprocesadores. Estas innovaciones representan un cambio crucial en cómo se construyen y se potencian los chips, buscando superar las limitaciones de la miniaturización y abrir nuevas fronteras en la tecnología de semiconductores.
