En un esfuerzo por intentar incluir más componentes en los chips de silicio, Intel ha comenzado la producción masiva de procesadores basados en transistores 3D. La medida no solo extiende la vida de la Ley de Moore (la predicción de que el número de transistores en cada chip se duplicará aproximadamente cada dos años), sino que podría ayudar a aumentar significativamente la eficiencia energética y la velocidad de los procesadores.
El flujo constante de corriente en los chips convencionales es controlado por un campo eléctrico generado por una ‘puerta’ colocada en la parte superior de un canal ancho y poco profundo incrustado en un sustrato de silicio. En los transistores 3D, el canal de conducción de corriente ha sido volteado en posición vertical, saliendo de la superficie del chip. De ese modo, el material del canal puede estar en contacto con la puerta en ambos de sus lados y en su parte superior, dejando solo una pequeña parte del canal expuesta a interferencias de cargas parásitas en el sustrato situado por debajo. En los anteriores transistores, estas cargas interferían con la capacidad de la puerta para bloquear la corriente, dando como resultado un flujo constante de corriente de fuga.
Al no tener prácticamente ninguna corriente de fuga, un transistor se puede encender y apagar de forma más limpia y rápida, y puede funcionar usando un menor consumo de energía, ya que los diseñadores no tienen que preocuparse de que dicha corriente pueda confundirse con una señal de 'encendido'.
Intel afirma que los nuevos transistores pueden conmutar hasta un 37 por ciento más rápido que los anteriores, o consumir hasta la mitad de energía. Al aumentar la velocidad de conmutación, los chips son más rápidos. Además, gracias a su tamaño más pequeño, los transistores se pueden compactar aún más. Eso hace que las señales tarden menos tiempo en viajar entre ellas, acelerando el chip.
Los primeros procesadores basados en la tecnología aparecerán en breve en ordenadores portátiles. Sin embargo, la industria de la electrónica está especialmente interesada en la perspectiva de la conservación de energía en dispositivos de mano. Eso proporciona a los diseñadores la capacidad de mejorar el rendimiento de un dispositivo sin necesidad de usar baterías voluminosas, o reducir el tamaño de la batería sin reducir el rendimiento. "Hace diez años la gente solo se preocupaba por fabricar chips más rápidos", señala Mark Bohr, director de tecnología de proceso en Intel. "Hoy en día, el funcionamiento a bajo consumo es mucho más importante", añade. Además, Bohr asegura que el ahorro de energía y las mejoras en el rendimiento serán mayores en los dispositivos de mano puesto que los transistores de menor tamaño hacen posible que un solo chip pueda manejar funciones como la memoria, las comunicaciones de banda ancha y el GPS, que solían requerir su propio chip. Con un menor número de chips y baterías más pequeñas, los aparatos serán capaces de realizar más funciones en configuraciones aún más pequeñas.
El diseño del nuevo transistor deja bastante margen de mejora a lo largo de los próximos cinco años. Los chips anteriores de Intel podían contener 4,87 millones de transistores por milímetro cuadrado. Los nuevos chips tienen 8,75 millones y, en 2017, debería ser posible incluir unos 30 millones de transistores por milímetro cuadrado. "Esto permite que podamos seguir usando el silicio durante algunas generaciones más", concluye Bohr.
Este artículo pertenece a la serie 'TR10: Tecnologías Emergentes 2012', que reúne las 10 tecnologías emergentes más importantes y con mayor potencial.