IBM ya produce chips con fotolitografía de 2 nm y mira de tú a tú a TSMC en la liza para dominar las tecnologías de integración
6 Mayo 2021
A TSMC la ventaja le ha durado poco. A finales del pasado mes de abril el fabricante de semiconductores taiwanés desveló en su reunión anual para inversores que ya había iniciado la producción de chips con fotolitografía de 2 nm. De hecho, en ese mismo acto dio a conocer que la producción a gran escala de chips de 3 nm comenzará en 2022, y la de semiconductores de 2 nm tan solo un año más tarde, en 2023.
Este anuncio colocó a TSMC a la vanguardia de la fabricación de semiconductores, y, aunque no ha abandonado ese lugar privilegiado, ya no lo ocupa en solitario. Y es que IBM acaba de anunciar que también tiene lista su propia tecnología de integración de 2 nm, lo que le ha permitido iniciar la producción de chips que emplean esta avanzada fotolitografía (la oblea que podéis ver en la imagen de portada de este artículo ha sido fabricada utilizando esta tecnología).
Las promesas de los 2 nm: el rendimiento se incrementa un 45% y la eficiencia un 75%
Para una persona que no está familiarizada con las escalas que manejan actualmente los fabricantes de semiconductores probablemente no es fácil imaginar en qué medida son realmente diminutos los transistores de estos chips. Afortunadamente, podemos ilustrar este escenario con una idea intuitiva: en un chip producido con fotolitografía de 2 nm del tamaño de una uña caben nada menos que 50 000 millones de transistores. Así que sí, son extraordinariamente pequeños.
Otro dato si cabe aún más sorprendente: una oblea de 300 mm de diámetro fabricada con fotolitografía de 2 nm contiene diez veces más transistores que árboles hay en todo el planeta. Estas cifras impresionan, pero solo resultan útiles para ayudarnos a intuir de qué estamos hablando de una forma más o menos certera. Lo realmente importante es saber qué impacto puede tener este desarrollo tecnológico en nuestra experiencia, e IBM nos da algunas pistas.
Según esta compañía su tecnología de integración de 2 nm les permite superar en un 45% el rendimiento de un chip producido con fotolitografía de 7 nm manteniendo el consumo intacto. No cabe duda de que la posibilidad de incrementar la productividad tanto invirtiendo la misma energía es muy atractiva. Un pequeño apunte: muchos de los chips que podemos encontrar en el interior de nuestros ordenadores y smartphones han sido fabricados con fotolitografía de 7 nm.
No obstante, el rendimiento no es el único parámetro que se beneficia del desarrollo de la tecnología de integración. La eficiencia también puede, y debe, salir bien parada gracias a esta mejora. Y lo que nos dice IBM, como cabía esperar, apunta en esta dirección: un chip de 2 nm será un 75% más eficiente que otro de 7 nm manteniendo intacto su rendimiento. Estas cifras a priori son razonables porque los usuarios hemos sido testigos durante las dos últimas décadas de saltos tecnológicos con una envergadura similar al que describe IBM.
Uno de los desafíos a los que se enfrentan los fabricantes de semiconductores cuando desarrollan la tecnología de integración es la electromigración. Este fenómeno está condicionado por la densidad de corriente y la temperatura, y puede provocar la degradación del material de los chips.En la práctica un smartphone o un ordenador portátil equipado con un microprocesador fabricado con litografía de 2 nm debería ofrecernos una autonomía sensiblemente superior a la de un dispositivo idéntico, pero gobernado por un chip de 7 nm. IBM afirma que la autonomía de los teléfonos móviles se multiplicará por cuatro cuando incorporen chips con esta tecnología. Crucemos los dedos para que realmente sea así.
Que nuestros dispositivos sean más rápidos y eficientes está muy bien, pero si nos ceñimos a su impacto en la eficiencia esta innovación tiene una consecuencia que no podemos pasar por alto: permitirá a los centros de datos de mayor volumen, que con frecuencia aglutinan cientos de servidores, reducir drásticamente la energía eléctrica que consumen.
Y no cabe duda de que esta mejora nos beneficia a todos porque les permitirá mermar notablemente su huella de carbono siempre que, eso sí, no aprovechen la reducción del consumo para introducir más máquinas en su infraestructura.
