Cuando Qualcomm presentó su nuevo buque insignia, el Snapdragon 845 hace escasamente 10 días —en el marco del Qualcomm Summit celebrado en la paradisíaca isla de Maui en Hawái— y supimos que iba a ser fabricado en una arquitectura de 10 nanómetros (nm), algunos de los más fervientes «creyentes» en la Ley de Moore se sintieron decepcionados pues esperaban, convencidos, la litografía del procesador en 7 nm. Esta, al parecer, se quedará —o no— para el futuro 855…allá por el 2019 o 2020. Intentamos desvelar algunas «claves» de lo sucedido, y ver cómo afectan a otros gigantes de la construcción de procesadores para PC y chipsets para smartphones y otros gadgets.

¿Para cuándo los procesadores de 7 nm?

La ley de Moore se acerca a su final

Ley de Moore
Gordon Moore. Autor de la controvertida “ley” que lleva su nombre

En 1965 el químico Gordon Moore, que 3 años después co-fundaría Intel junto al ingeniero, y padre del microchipRobert Noyce, afirmó en un artículo —publicado en la revista Electronics—  que el número de transistores en los circuitos integrados se duplicaría cada año. Así, tal cual. No se trata stricto sensu de una «ley» que haya seguido los pasos del Método Científico, sino más bien la extrapolación de un conjunto de observaciones empíricas realizadas por Moore en la época en que trabajaba en Fairchild Semiconductor. De hecho, tan sólo 10 años después (1975), re-elaboró su propio enunciado para establecerlo en el que conocemos actualmente: «la capacidad de integración no se duplicará cada 12 meses sino cada 24», predicción que —con discutible exactitud— ha venido marcando el devenir de la microtecnología desde entonces.

Una entrevista, en 2007, volvió a poner al propio Moore en el candelero, cuando anunció la fecha de caducidad para su famoso postulado: «Mi ley dejará de cumplirse dentro de 10 o 15 años». Aunque, no pasaron más de 3 años, para que, en unas declaraciones a Techworld, asegurara que «ya había quedado obsoleta».

Y el tiempo ¿ha llegado ya?

La Asociación de la Industria de Semiconductores, formada por Intel, AMD y GlobalFoundries (sección de electrónica de IBM) entre otros, publicó la Hoja de Ruta Tecnológica Internacional (ITRS), en la que sugiere algo que, a la vista de la ralentización en los avances de estos últimos 2 años, era más que previsible; que, a partir de 2021, los transistores dejarán de reducir su tamaño.

Esta era, también, la fecha prevista para la llegada de los chips de 5 nm.

No todos son tan pesimistas: IBM, TSMC

La legendaria IBM ya presume de estar en condiciones de llevar a cabo —y poner en el mercado, en torno a 2020— el proceso de fabricación de un chip de 5 nm, que podrá albergar hasta 30 mil millones de transistores, empleando nanoláminas de silicio en su litografía. Proyecto este, en el que lleva invertidos, hasta la fecha, tres mil millones de dólares.

Por su parte, Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC), el mayor fabricante de chips por contrato a nivel global (a la que MediaTek ha encargado la elaboración de sus próximos chipsets de gama media, en 12/16 nm, los Helio P para 2018), anunció este otoño que erigirá al sur de Taiwan, en la ciudad de Tainan, su futura planta de producción de chips de… 3 nm, después de concluir sus proyectos de 7 y 5 nm en los años venideros. Chen Liang-gee, ministro de Ciencia y Tecnología taiwanés, apuntó que dicha planta comenzará a operar, previsiblemente, en 2022.

Las opiniones de algunos gurús económicos

Ley de Moore
Esquema del Snapdragon 845. Imagen propiedad de Qualcomm

En claro contraste con el optimismo que se desprende de las maniobras inversoras de IBM y TSMC, fuentes procedentes de la industria especulan con el hecho de que los principales proveedores de chipsets para smartphones (MediaTek, Qualcomm, NVIDIA, Samsung o Apple) son reacios a buscar productos más avanzados ya que el adelanto que supondrían y, por tanto,  la competitividad que ofrecerían tales procesos no añadiría un margen de beneficio sustancial al ya existente y llevarían aparejadas inversiones no siempre rentables. Para un fabricante de chipsets, se estiman producciones anuales de 120-150 millones de chips fabricados en el proceso de 7 nm si se quiere asegurar el siempre difícil punto de equilibrio entre el coste del desarrollo y los ingresos que se generen.

Al margen de las frías cifras, la principal ventaja de los chips fabricados en el nodo de 7 nm —siempre según la opinión de los analistas— proviene del bajo consumo de energía, mientras que se diferencian significativamente poco en el rendimiento y, también, la miniaturización en comparación con los de 10 nm. De ahí la actitud expectante de la industria.

La «desaceleración» de la demanda es clave

Para otro grupo importante de pescriptores, el quiz de la cuestión, está en la ralentización significativa del crecimiento que —han observado—  en la demanda mundial de smartphones, reduciendo los precios de los chips y obligando a los proveedores a evaluar cuidadosamente el costo de cada nuevo chipset. De ahí que, el incremento en los costos que supone la fundición de obleas más miniaturizadas (las ya citadas nanoláminas de silicio), terminaría por socavar los, ya mermados, márgenes de ganancia.

Se espera , por tanto, que sean únicamente los dos gigantes (Apple y Samsung) los únicos proveedores de teléfonos y desarrolladores de chipsets que pueden seguir interesados ​​en usar el proceso de 7 nm para la fabricación de los chips de la segunda mitad de 2018. Los de Cupertino con los Ax y los surcoreanos con sus Exynos.

Por su parte, Huawei,  que también desarrolla la mayoría de sus chips (los Kirin), fuentes de la industria han constatado que le resultará punto menos que imposible alcanzar a los dos grandes en el corto plazo por lo que tendría que conformarse con el proceso de los 10 nm, al ser incapaz de asumir un coste de tanto riesgo.

Entonces ¿a dónde ir?

Está claro que, aunque parezca lo contrario, la física impone sus límites de manera inexorable. Por tanto, en conjunción con las cuestiones puramente pecuniarias y análisis macroeconómicos, el hecho es que la explicación para la citada ralentización sería consecuencia, en mayor medida, de la imposibilidad física de ir más allá de los extremos a los que está  llegando la miniaturización. Según el ITRS, la reducción de tamaño de los transistores se frenará en 2021 a partir de ahí, los fabricantes no podrán reducir el tamaño de los transistores sin incurrir en costes elevados; o sea, no merecerá la pena.

Que los procesadores móviles vayan más allá resulta prácticamente imposible sin grandes avances tecnológicos.

El futuro inmediato y lo que está por llegar

El propio ITRS cree que las tres dimensiones, o poner transistores en capas, sería una solución de tránsito, siempre que se logre controlar el calor generado por esa estructura, a la espera del desarrollo de tecnologías que hagan replantearse completamente la manera en que se fabrican los chips. De hecho, según Quartz, obtener un mejor rendimiento de la microtecnología en el medio plazo se reducirá a la gestión de la innovación en el calor y la densidad de potencia, ya que a pesar de que los componentes apilados son más rápidos, generan más calor. Su proximidad limita severamente la capacidad de los ingenieros para mantener temperaturas seguras y viables. Qualcomm e Intel ya han abandonado la idea de apilamiento, al revés que Samsung.

En lo referente a la densidad de potencia, es decir, la cantidad de potencia que se puede extraer de una cantidad determinada de espacio; un aumento proporciona más potencia durante períodos de tiempo más largos a partir de una batería del mismo tamaño. Sin embargo, la tecnología de baterías avanza poco a poco. Ahí está el dramático ejemplo del Note 7, o el del nuevo MacBook Pro de 15″, que apenas llega a las 10 horas especificadas.

Por el momento los sistemas de carga rápida nos sacan de más de un apuro, pero no son más que un apaño.

Los nuevos materiales y otras soluciones

Otra línea de investigación es la de los nuevos materiales —el consabido abandono del silicio— y las nuevas disciplinas: la computación fotónica o la computación cuántica.

También se cuenta con los procesadores reprogaramables (FPGA). Hasta el momento las características de un chip vienen preconfiguradas. Los FPGA permitirán que esta semana el chip funcione con 6 cores y la que viene con sólo 2. Esta tecnología podría tener un gran recorrido en campos como la inteligencia artificial (en concreto, para el reconocimiento de voz e imágenes).

Unos datos curiosos, para finalizar. Si un teléfono Android hubiese sido fabricado con la tecnología de 1971, sólo el microprocesador tendría el tamaño de una plaza de aparcamiento.

En lo tocante a la Ley de Moore, si esta se aplicase a los viajes espaciales, una misión lunar como la que llevó al Apolo XI en 1969 a nuestro satélite en 3 días, hoy debería completarse en apenas un minuto

Fuentes: Cincodias.elpais.com; Expansión; Noticias de Taiwan; El Español.com; Diario NORTE (Argentina); Quartz

 

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