La empresa IBM ha anunciado un nuevo avance en la fabricación de chips que abre la vía para crear chips en tres dimensiones, extendiendo los límites de la Ley de Moore, que permitirá fabricar sistemas más veloces, pequeños y eficientes.
La Ley de Moore expresa que, aproximadamente cada dos años, se duplica el número de transistores en una computadora. Se trata de una ley empírica, formulada por Gordon E. Moore, cuyo cumplimiento se ha podido constatar hasta hoy.
Este avance permite pasar de un diseño de chip en dos dimensiones horizontal a una estructura tridimensional. Eso significa superar la estructura tradicional de los componentes del chip, que se colocaban uno al lado del otro, y apilar dichos componentes uno sobre otro. El resultado es un “sándwich” compacto de componentes que reduce enormemente el tamaño final del chip y aumenta la velocidad a la que los datos circulan a través de él.
“Esto es el resultado de más de una década de investigación pionera en IBM”, asegura Lisa Su, vicepresidenta del Centro de I+D de Semiconductores, en un comunicado difundido por la empresa. Y añade: “Nos permite mudar chips en 3-D del laboratorio a la fábrica en muchas aplicaciones”.
El nuevo método elimina la necesidad de los largos cables de metal que conectan entre sí los chips bidimensionales actuales. En su lugar, IBM propone unir los chips, uno encima de otro, a una distancia entre ellos medida en micrones, (la millonésima parte de un metro), y sujetados por conexiones verticales que son grabadas en agujeros de silicio (de ahí el nombre de “through silicon via”) rellenos, a su vez, de metal.
Menos distancia que recorrer
Esto permite que el flujo de información entre los chips sea mucho mayor. IBM asegura que de esta manera se crea la posibilidad de facilitar hasta 200 veces más vías a la información, y se reduce hasta 1.000 veces la distancia que necesita recorrer la información en un chip.
IBM ya está haciendo funcionar chips usando esta tecnología en su línea de fabricación y empezará a fabricar muestras para sus clientes en la segunda mitad de este año, empezando su producción a pleno rendimiento en 2008.
La primera aplicación de este chip será para las comunicaciones inalámbricas. En este caso, esta tecnología permite mejorar la eficiencia energética en algunos productos wireless hasta en un 40%.
En el Blue Gene
La versión más avanzada de estos chips en 3-D será aplicada también en el “Blue Gene”, el ordenador más rápido del mundo. La idea es apilar un procesador sobre otro o, por ejemplo, una memoria sobre un procesador. IBM ya está experimentando con esta tecnología convirtiendo el chip implantado actualmente en el “Blue Gene” en un prototipo de este chip 3-D.
“Blue Gene” es un supercomputador desarrollado por IBM que en 2005 se convirtió en el ordenador más rápido del mundo. Está instalado en el laboratorio estadounidense Lawrence Livermore y se dedica básicamente al almacenamiento y transmisión de datos entre diversos sistemas informáticos.
El chip 3-D se está utilizando para cambiar la manera en que la memoria se comunica con un microprocesador, aumentando básicamente el flujo de datos entre ambos componentes. Esta capacidad propiciará, según IBM, el desarrollo de una nueva generación de superordenadores.
IBM lleva más de diez año investigando en esta tecnología en tres dimensiones. La Agencia norteamericana DARPA (Defense Adavanced Research Projects Agency) le ha apoyado en el desarrollo de técnicas y herramientas para extender los chips a esta tercera dimensión.
Más avances
Este no es el único avance significativo hecho por IBM en este campo en los últimos meses. Así, el pasado diciembre anunció el primer chip de 45 nanómetros usando litografía de inmersión.
Un mes más tarde anunció también la utilización de un nuevo material, llamado “high-k metal gate” que controla la función de encendido y apagado de un transistor. Este material tiene propiedades eléctricas superiores, permitiendo reducir el tamaño del transistor hasta límite insospechados.