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Nanoescala
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Transistores en una nanoescala

Para terminar nuestro artículo sobre lo pequeñas que las CPU pueden llegar a ser, veremos como los transistores en un tamaño de nanoescala podrán ayudar mucho a disminuir el tamaño. Parece que todos los años un periodista publica un artículo comentando que los transistores ya son tan pequeños como pueden llegar a ser y la famosa ley de Moore (ver primera parte del artículo) ya ha acabado. Entonces los ingenieros encuentran la manera de crear transistores incluso más pequeños y probar que los periodistas están equivocados. Hemos llegado al punto donde hay muchas dudas sobre el tamaño de los dispositivos electrónicos y lo pequeños que pueden llegar a ser. Lo cierto es que algún día llegaremos a un punto donde las limitaciones físicas serán un freno a la hora de hacer pequeño un transistor. Esto es porque cuando se llega al tamaño conocido como nanoescala, ya estamos enfrentándonos con el extraño mundo de las mecánicas cuánticas. En este mundo, la materia y la energía se comportan de maneras que suelen ser intuitivas. La física cuántica es diferente de la física clásica. Ni siquiera se puede observa algo a una escala cuántica sin afectar su comportamiento.

Un efecto cuántico es la tunelización de electrones. Este efecto es algo parecido a la teleportación. Cuando la materia es muy fina -  de por ejemplo un solo nanometro -  los electrones pueden atravesarlo como si no estuviera ahí. El electrón no hace ni siquiera un agujero a través de este material. En lugar de eso, el electrón desaparece en un lado de la barrera y aparece en el otro lado. Al estar las puertas o pasarelas pensadas para controlar el flujo de electrones, esto es un problema. Si los electrones pueden pasar por una puerta bajo cualquier circunstancia, no hay ninguna manera de controlar este flujo. Con transistores con fugas, el flujo de electrones no puede ser controlado, por lo que el procesador será poco efectivo o no funcionará en absoluto. Mientras que las compañías prefieren Intel trabajando con sus transistores que miden solo 32 nanómetros de ancho, no pasará mucho tiempo antes de que la capa de óxido se haga demasiado delgada para actuar como una puerta para los electrones – usando transistores tradicionales.


Mientras que los ingenieros han chocado con algunos obstáculos durante su carrera  para empequeñecer transistores en el pasado, siempre han encontrado alguna manera de sortear el problema y mantener la ley de Moore vigente. Sin embargo, esto puede terminar cuando nos encontremos con una ley fundamental de física. Es posible que los ingenieros descubran una manera de crear un aislante efectivo incluso con un tamaño de un nanómetro. Pero incluso si se llega a conseguir esto, no hay muchas probabilidades de ir más lejos con los transistores tal como los conocemos hoy en día. Después de todo, por debajo de la nanoescala, tenemos la escala atómica, donde estamos tratando como materiales que solo son del tamaño de átomos.

Esto no significa que los transistores desaparecerán. Sin embargo si puede significar que los avances el desarrollo de los microprocesadores disminuirá de velocidad. Las mejoras en la potencia de procesamiento puede que no continúen siendo exponenciales, aunque las compañías seguramente encontrarán para mejore la eficiencia de los microprocesadores y el rendimiento. También existe la posibilidad que los fabricantes de microprocesadores encuentren una alternativa a los transistores. De hecho, ya hay investigaciones abiertas buscando la manera de utilizar los efectos cuánticos de la nanoescala. Parece que los fabricantes solo serán capaces de mantener la ley de Moore durante unos pocos años más. De todos modos, si miramos atrás en las predicciones de las últimas décadas, veremos como muchos periodistas han dicho siempre esto mismo. Puede que los ingenieros vean estas predicciones como un reto personal para encontrar maneras de saltar obstáculos de este tipo.

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