TSMC se prepara para la litografía de 3 nanómetros
TSMC se prepara para la litografía de 3 nanómetros | Fuente: TSMC

La tendencia en la reducción de transistores para procesadores es clara, y el inicio de la década está marcado por la llegada de litografías de 5 nanómetros. TSMC, el principal proveedor de chipsets en el mundo, ha hecho oficial camino de la empresa para los próximos dos años, y ya inician los procesos para la confección de componentes de 3 nanómetros para 2022.

En este momento, las plantas de producción ya se encuentran en fase de confección de procesadores de 5 nanómetros para diversas compañías. Apple, Qualcomm, Huawei, Intel, AMD, Nvidia y otras son los principales clientes de la firma que, hace poco, anunció la construcción de mil millones de procesadores de 7 nanómetros, una tecnología presente en los modelos comercializados desde 2019 en la gama alta de celulares.

¿Por qué menos nanómetros son mejores para un procesador?

La arquitectura de los procesadores modernos se reduce cada cierto tiempo, gracias a que la tecnología de hoy puede construir transistores realmente pequeños. Cada uno de estos procesadores cuenta con mil millones de transistores en la superficie, y cada generación pone esa cantidad de transistores en un área menor.

Los transistores construidos en silicio son cada vez más pequeños en cada generación y ocupan una superficie menor en el procesador. En términos práctico, la medida menor de un procesador significa:

La firma TSMC es el soporte para empresas como Apple y Huawei
La firma TSMC es el soporte para empresas como Apple y Huawei | Fuente: TSMC

Más densidad de transistores. Para que tengas una idea, un transistor de 5 nanómetros es 50 veces más grande que la nube de electrones, la parte externa de un átomo. A ese tamaño, se puede poner más transistores en un mismo espacio cada cierto tiempo.

Más velocidad en los procesos. Para explicar esto, piensa en tu rutina diaria y lo lejos que estás de tu universidad, tu oficina, o el supermercado. Dependiendo de la distancia, demoras más tiempo en llegar a lo que necesitas. De igual manera se comportan los transistores, pues la cercanía entre ellos permite un paso más veloz de estímulos eléctricos y una mayor velocidad de proceso.

Menos consumo energético. Si tus lugares habituales quedaran más cerca de tu ubicación, no solo llegarás más rápido: también gastarías menos energía para llegar a tu destino. Por eso, cuando se menciona un tamaño menor de procesador se habla también de la eficiencia energética.

El silicio y los 5 nanómetros

La investigación de materiales alternativos al silicio está en camino
La investigación de materiales alternativos al silicio está en camino | Fuente: TSMC

Mucho se habla del límite físico para los transistores construidos en silicio, y ese límite son los 5 nanómetros. En 2022, TSMC debería estar produciendo procesadores de 3 nanómetros gracias al nodo N3, que ajusta a esa medida los proyectos de las empresas desarrolladoras para su producción en masa.

Se habla de la posibilidad de usar trióxido de galio, un semiconductor más eficiente y con una banda de conducción más amplia para el estímulo eléctrico que la que tiene el silicio. Sin embargo, aún está en proceso de investigación, pero podría dar paso a una nueva manera de confección de chipsets y ser la piedra angular para los procesadores cuánticos.

TSMC tiene enormes retos, pero no esta sola en ellos. Las compañías más importantes avanzan en el estudio de materiales alternativos al silicio, y la “era de oro” de este material podría llegar a su fin en pocos años, cuando el límite físico sea superado, la Ley de Moore caiga en desuso y logremos a lo largo de la década bajar a medio nanómetro el tamaño de un transistor.