La microelectrónica de los chips: la madre de la revolución digital
Claudio Rama
La base de la revolución digital con los cambios tecnológicos desde los años 70 con la creación de la computadora personal y el cálculo automático masivo, así como en esta década de sistemas de inteligencia artificial, proviene fundamentalmente de avances en la microelectrónica más que en la programación informática. Han sido las innovaciones rupturistas producidas en las maquinas herramientas con la producción de chips, el sustrato de esta disrupción. Sin duda los avances en software y en integración de los diversos componentes impulsados por los ya míticos Bill Gates (Microsoft) o Steve Jobs (Apple), han sido relevantes, pero el motor central y determinante han sido los inventos a nivel de las máquinas-herramientas, de los hardware, y especialmente de la producción de chips donde destacan Gordon Moore (Intel), Morris Chang (TSMC) y Jen-Hsun Huang (NVIDIA) como los grande emprendedores e innovadores en esta gran transformación societaria.
Ellos no solo han sino la palanca de la revolución tecnológica, de la propia construcción de división internacional del trabajo al ayudar a establecer las cadenas logísticas mundiales, sino incluso configurar el mapa político global. ¿Cómo sería el mundo si el 90% de la producción de chips no viniera de Taiwán por ejemplo? Tal es la conclusión de Chris Miller en “La Guerra de los chips. La gran lucha por el dominio mundial”, en el cual analiza las innovaciones tecnológicas y como ellas han conformado las intrincadas cadenas de suministros y de especializaciones de la producción de miles de componentes de la microelectrónica de base. Construidas para sustentar la expansión digital a escala global la evolución de la producción de microprocesadores, diseños de chips y obleas de silicio, donde se realizan los cálculos y el procesamiento de los datos, han sido también el sistema arterial de la economía digital.
Es claro como la misma disrupción digital por las oportunidades y beneficios que creo a miles de negocios, incrementó la demanda de chips, semiconductores o circuitos integrados en cuyo interior se produce el flujo de electrones de las operaciones de cálculo de datos. Con la miniaturización ello permitió una reducción del consumo eléctrico por operación, y se produjo un aumento y velocidad de esas operaciones más cercanas. Fue un proceso que se realizó gracias a la innovación de la fotolitografía, que implicó el diseño digital de microprocesadores y derivó en la producción de obleas de silicio como material semiconductor recubierto de fotoresinas, y que permitió más pureza, mayores cálculos en menos tiempo y menos costos. Fue un cambio que dio vida a miles de dispositivos de uso masivo: desde las memorias de los chips DRAM que impulsaron la aparición de los buscadores y los bancos de datos, o los celulares inteligentes que necesitan más de 12 semiconductores con millones de transistores cada uno para funcionar. Internet, satélites, logística global y bases de datos, requieren potentes semiconductores para poder gestionar los millones de cálculos y manejos de información, con lo cual se pudo cumplir, agregado por la miniaturización de los chips y nuevas formas de su diseño en forma digital, la famosa Ley de Moore de duplicación de la capacidad de cálculo de los procesadores cada 18 meses. El salto a la productividad de la microelectrónica fue el determinante de la carrera de innovaciones, inversiones e internacionalización de las empresas y la construcción de una cadena de trabajo internacional de los miles de componentes de la producción de chips, que se conformaron en el petróleo de la era digital, e insumo básico de las armas modernas y de la geopolítica.
En esta carrera de innovaciones incrementales, Intel la empresa central en el impulso a la disrupción digital y que en su momento en los años 80 había creado el microprocesador 486 de un pedazo de silicio conteniendo 1,2 millones de interruptores, comenzó a rezagarse tecnológicamente. Ante el incremento y la diversidad de la demanda irrumpieron chips de propósitos específicos analógicos, tridimensionales, para radiofrecuencia o para videojuegos, como los microprocesadores gráficos GPU de Nvidia basados en una arquitectura de trabajo no secuencial, que además resultaban incluso más eficientes para gestionar los nuevos sistemas de la Inteligencia Artificial. Se requería más rigor algorítmico además de empequeñecer los transistores, más velocidad de cálculo y menor consumo energético, que derivó en la automatización de la producción de semiconductores que pasaron a imprimirse en máquinas de litografía con luz ultravioleta con menor longitud de onda y por ello con escalas manométricas. Hoy, Internet, celulares inteligentes y nuevos servicios en la nube pero especialmente la nueva generación de 5G de telefonía y la IA requieren chips más potentes para que sus empresas sean más eficientes en la competencia global, impulsando enormes inversiones y muchas más fábricas que impulsadas por la reciente Chips Act de Biden están en construcción prefigurando un mundo futuro de la IA dominado por estos semiconductores en todas nuestras interacciones personales.
