És el final del camí per al poder informàtic?


Potser no és una llei de la naturalesa real, però una declaració agosarada feta fa dècades ha predit l’avenç vertiginós de la tecnologia. Ara ho és a punt de trontollar. El negoci que impulsa tot el que ens envolta, des dels cotxes fins als telèfons intel·ligents i els nostres serveis públics, s’enfronta a un judici de comptes.

En els primers dies de la tecnologia dels semiconductors,

Intel

INTC 3,28%

El cofundador Gordon Moore va plantejar que el nombre de components d’un circuit integrat es duplicaria cada any. La predicció de 1965, ara coneguda com la Llei de Moore, es va revisar més tard per duplicar el nombre de transistors aproximadament cada dos anys.

Progrés, progressar

ha avançat durant dècades a mesura que la indústria dels xips ha creat dispositius abans inimaginables i després s’ha incrementat constantment.

Per exemple,

poma‘s

El xip M1 Max, que alimenta els seus ordinadors portàtils de gamma alta, té uns increïbles 57.000 milions de transistors. La tecnologia ha continuat avançant per reduir la mida dels xips: desenes de milers de transistors poden cabre en una àrea no més ampla que un cabell humà. Els transistors més petits, que també són més ràpids i barats, han permès un progrés exponencial en la potència de càlcul i augmentar la productivitat. El telèfon intel·ligent a la butxaca és ara més capaç que els ordinadors massius que van ajudar a enviar homes a la Lluna fa més de 50 anys, i una fracció del cost.

Molts ho han fet obituaris escrits per la llei al llarg dels anys, però els fabricants de xips han avançat l’embolcall tecnològic, trobant noves maneres d’amuntegar més potència informàtica. Un dels últims exemples és la litografia ultraviolada extrema, o EUV, tecnologia que utilitza llum de longitud d’ona més curta per gravar característiques superfines en xips. L’empresa holandesa ASML és l’única empresa que fabrica màquines EUV per a fabricants de xips. Cadascuna costa al voltant de 150 milions de dòlars, però el fabricant té un important retard a mesura que el món s’esforça per afegir capacitat.

Però amb la mida del transistor que s’apropa al nivell atòmic, sembla inevitable que aviat arribarà a alguns límits físics. La distància entre transistors ara es mesura en desenes de nanòmetres. Un nanòmetre fa uns 5 àtoms de silici d’amplada.

Fins i tot abans que les lleis de la física acabin finalment amb la tendència que el Sr. Moore va predir fa 57 anys, probablement ho faran les lleis de l’economia. El cost de fabricar el xip més avançat ha augmentat i és cada cop més car amb cada iteració de la tecnologia.

“Moore’s probablement pot continuar, però no econòmicament en absolut”, diu l’analista de la indústria Douglas O’Laughlin, que publica un butlletí sobre semiconductors.

Cada nova generació de xips, anomenada node de procés, requereix substancialment més passos. Això significa un menor rendiment de producció a causa d’una major probabilitat d’errors en un procés que implica milers de passos sofisticats. Els costos per transistor han deixat de baixar, com ho van fer durant dècades, i estan augmentant.

L’escassetat de xips global està afectant la rapidesa amb què podem treure un cotxe del solar o comprar un ordinador portàtil nou. WSJ visita una planta de fabricació a Singapur per veure el complex procés de fabricació de xips i com un fabricant intenta superar l’escassetat. Foto: Edwin Cheng per a The Wall Street Journal

Hi ha una zona Goldilocks. Reduir tot el xip… en realitat costaria més i no necessàriament significa un millor rendiment i potència.


– Dylan Patel

Això també significa que el cost de la construcció d’una planta de fabricació d’avantguarda podria superar els 10.000 milions de dòlars…prohibitivament car per a totes menys aquelles empreses amb les butxaques més profundes. Actualment només n’hi ha tres que ho estan intentant.

Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.

, el fabricant de semiconductors per contracte més gran del món, ha previst una inversió de capital entre 40.000 i 44.000 milions de dòlars per a aquest any. La de Corea del Sud

Samsung Electronics

té previst invertir 17.000 milions de dòlars per construir una instal·lació de fabricació de xips a Taylor, Texas. I Intel, l’empresa cofundada del Sr. Moore, construirà dues plantes de xips a Ohio per a una inversió inicial de 20.000 milions de dòlars.

Però potser la llei de Moore ja no és la manera correcta de pensar en nous avenços. Hi ha més d’una manera de pelar un gat. Els dissenyadors podrien, per exemple, fer fitxes més adequades per a les seves tasques. Apple ho ha demostrat dissenyant els seus propis processadors per a l’iPhone, l’iPad i, més recentment, els seus ordinadors Mac:substituint els processadors d’Intel en aquest últim. Els xips fets a mida poden utilitzar millor la potència de càlcul d’un dispositiu que el silici disponible, especialment quan els fa una empresa com Apple que també controla el programari del dispositiu.

Els fabricants de xips també poden utilitzar un enfocament “chiplet”, que redueix eficaçment les parts d’un processador i empaqueta aquests xips amb memòria i altres components fets d’una manera que sigui menys costosa, però que encara aconsegueix millores generals de rendiment.

COMPARTIU ELS TEUS PENSAMENTS

Alguna vegada has sentit com si els aparells electrònics s’han fet massa petits? Uneix-te a la conversa a continuació.

“Ara hi ha una zona Goldilocks en tecnologia de procés, on els diferents nodes són realment millors per a diferents peces del trencaclosques”, diu Dylan Patel, analista en cap de SemiAnalysis. “Reduir tot el xip o posar-ho tot al node més avançat costaria més i no necessàriament significa un millor rendiment i potència”.

L’ús de nous materials, com el nitrur de gal·li, per substituir el silici podria ser una manera de seguir empaquetant més transistors a costos més baixos. Un altre possible candidat és nanotubs de carboni—Estructures en forma de tubs fetes de grafè que només tenen nanòmetres de diàmetre.

Anotar una cosa “llei” fa que soni immutable. La predicció del Sr. Moore s’assemblava més a una profecia: uns jugadors de la indústria que s’autocomplerten es van esforçar per complir el temps que poguessin. Això no vol dir que els dispositius de rutina que haurien semblat màgics fa un parell de dècades encara representaran l’avantguarda d’aquí a 20 anys. El ritme de progrés podria ser menys increïble en retrospectiva.

L’estreta definició de la llei —la duplicació regular de la densitat del transistor— probablement no pot continuar, però l’enginy humà no coneix límits.

Escriu a Jacky Wong a [email protected]

Copyright © 2022 Dow Jones & Company, Inc. Tots els drets reservats. 87990cbe856818d5eddac44c7b1cdeb8