El 1 de abril de 2025, el fabricante taiwanés TSMC presentó el microchip más avanzado del mundo: el chip de 2 nanómetros. Se espera que la producción en masa comience en la segunda mitad del año, y TSMC promete que representará un gran paso adelante en rendimiento y eficiencia, transformando potencialmente el panorama tecnológico.
Los microchips son la base de la tecnología moderna y se encuentran en casi todos los dispositivos electrónicos, desde cepillos de dientes eléctricos y teléfonos inteligentes hasta computadoras portátiles y electrodomésticos. Se fabrican mediante la superposición y el grabado de materiales como el silicio para crear circuitos microscópicos que contienen miles de millones de transistores.
Estos transistores son, en realidad, pequeños interruptores que gestionan el flujo de electricidad y permiten el funcionamiento de las computadoras. En general, cuantos más transistores contenga un chip, más rápido y potente será.
La industria de los microchips se esfuerza constantemente por incluir más transistores en un área más pequeña, lo que da como resultado dispositivos tecnológicos más rápidos, más potentes y energéticamente eficientes. En comparación con los chips más avanzados anteriores, conocidos como chips de 3 nm, la tecnología de 2 nm de TSMC debería ofrecer ventajas notables. Estas incluyen un aumento del 10% al 15% en la velocidad de procesamiento con el mismo nivel de consumo o una reducción del 20% al 30% en el consumo de energía con la misma velocidad.
Además, la densidad de transistores en chips de 2 nm aumenta aproximadamente un 15%, en comparación con la tecnología de 3 nm. Esto debería permitir que los dispositivos funcionen más rápido, consuman menos energía y gestionen tareas más complejas de forma eficiente.
La industria de microchips de Taiwán está estrechamente ligada a su seguridad. A veces se le conoce como el “escudo de silicio”, ya que su gran importancia económica incentiva a Estados Unidos y sus aliados a defender a Taiwán ante la posibilidad de una invasión china.
TSMC cerró recientemente un acuerdo de 100.000 millones de dólares (76.000 millones de libras) para construir cinco nuevas fábricas en Estados Unidos. Sin embargo, existe incertidumbre sobre si los chips de 2 nm podrán fabricarse fuera de Taiwán, ya que algunos funcionarios temen que esto pueda comprometer la seguridad de la isla.
Fundada en 1987, TSMC, abreviatura de Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, fabrica chips para otras empresas. Taiwán representa el 60% del mercado mundial de fundición (la externalización de la fabricación de semiconductores), y la gran mayoría de este mercado proviene únicamente de TSMC.
Los microchips superavanzados de TSMC son utilizados por otras empresas en una amplia gama de dispositivos. Fabrica los procesadores de la serie A de Apple, utilizados en iPhones, iPads y Macs, y produce las unidades de procesamiento gráfico (GPU) de NVidia, utilizadas para aplicaciones de aprendizaje automático e inteligencia artificial. También fabrica los procesadores Ryzen y EPYC de AMD, utilizados por supercomputadoras en todo el mundo, y produce los procesadores Snapdragon de Qualcomm, utilizados por teléfonos Samsung, Xiaomi, OnePlus y Google.
En 2020, TSMC inició un proceso especial de miniaturización de microchips, denominado tecnología FinFET de 5 nm, que desempeñó un papel crucial en el desarrollo de teléfonos inteligentes y la computación de alto rendimiento (HPC). La HPC consiste en que varios procesadores trabajen simultáneamente en problemas informáticos complejos.
Dos años después, TSMC lanzó un proceso de miniaturización de 3 nm basado en microchips aún más pequeños. Esto mejoró aún más el rendimiento y la eficiencia energética. El procesador de la serie A de Apple, por ejemplo, se basa en esta tecnología.
Los teléfonos inteligentes, portátiles y tabletas con chips de 2 nm podrían beneficiarse de un mejor rendimiento y una mayor duración de la batería. Esto dará lugar a dispositivos más pequeños y ligeros sin sacrificar potencia.
La eficiencia y la velocidad de los chips de 2 nm tienen el potencial de mejorar las aplicaciones basadas en IA, como los asistentes de voz, la traducción de idiomas en tiempo real y los sistemas informáticos autónomos (aquellos diseñados para funcionar con una mínima o ninguna intervención humana). Los centros de datos podrían experimentar un menor consumo de energía y mejores capacidades de procesamiento, lo que contribuiría a los objetivos de sostenibilidad ambiental.
Sectores como los vehículos autónomos y la robótica podrían beneficiarse de la mayor velocidad de procesamiento y confiabilidad de los nuevos chips, lo que haría que estas tecnologías sean más seguras y prácticas para su adopción generalizada. Todo esto suena muy prometedor, pero si bien los chips de 2 nm representan un hito tecnológico, también plantean desafíos. El primero está relacionado con la complejidad de su fabricación.
La producción de chips de 2 nm requiere técnicas de vanguardia como la litografía ultravioleta extrema (EUV). Este proceso, complejo y costoso, incrementa los costos de producción y exige una precisión extremadamente alta.
Otro gran problema es el calor. Incluso con un consumo relativamente bajo, a medida que los transistores se reducen y las densidades aumentan, gestionar la disipación del calor se convierte en un desafío crítico.
El sobrecalentamiento puede afectar el rendimiento y la durabilidad del chip. Además, a una escala tan pequeña, los materiales tradicionales como el silicio pueden alcanzar sus límites de rendimiento, lo que requiere la exploración de diferentes materiales.
Dicho esto, la mayor potencia computacional, la eficiencia energética y la miniaturización que permiten estos chips podrían ser la puerta de entrada a una nueva era de la informática industrial y de consumo. Los chips más pequeños podrían dar lugar a avances en la tecnología del futuro, creando dispositivos que no sólo sean potentes sino también discretos y más respetuosos con el medio ambiente.
Fuente: Science Alert.
