Pero este ritmo de innovación no está garantizado, y la próxima frontera de los avances tecnológicos –desde el futuro de la IA hasta los nuevos paradigmas informáticos– sólo llegará si pensamos de otra manera.
Desafíos atómicos
El microchip moderno supera los límites de la física y la confiabilidad. La precisión atómica es tal que unos pocos átomos pueden establecer la función de un chip completo. Esta maravilla de la ingeniería es el resultado de más de 50 años de escalado exponencial creando transistores más rápidos y más pequeños.
Pero estamos alcanzando los límites físicos de lo pequeño que podemos llegar, los costos aumentan exponencialmente con la complejidad y el consumo eficiente de energía se vuelve cada vez más difícil. Paralelamente, la IA exige cada vez más potencia informática. Los datos de Epoch AI muestran que la cantidad de computación necesaria para desarrollar la IA está superando rápidamente la Ley de Moore, duplicándose cada seis meses en la “era del aprendizaje profundo” desde 2010.
Estas tendencias interrelacionadas plantean desafíos no sólo para la industria, sino para la sociedad en su conjunto. Sin nuevas innovaciones en semiconductores, los modelos y la investigación de IA actuales se quedarán privados de recursos computacionales y tendrán dificultades para escalar y evolucionar. Sectores clave como la IA, los vehículos autónomos y la robótica avanzada se enfrentarán a los cuellos de botella y al uso de energía de la informática de alto rendimiento, y la IA seguirá creciendo.
Inteligencia de materiales
En este punto de inflexión, un ecosistema complejo y global (desde fundiciones y diseñadores hasta fabricantes de equipos altamente especializados y proveedores de soluciones de materiales como Merck) está trabajando juntos más estrechamente que nunca para encontrar las respuestas. Todos tienen un papel que desempeñar, y el papel de los materiales se extiende mucho, mucho más allá del silicio que forma la oblea.
En cambio, la inteligencia de los materiales está presente en casi todas las etapas del proceso de fabricación de chips, ya sea en reacciones químicas para grabar circuitos a escala molecular (grabado) o en la adición de capas ultrafinas a una oblea (deposición) con precisión atómica: un cabello humano es 25.000 veces. más gruesas que las capas en las juntas del borde de ataque.
Sí, los materiales proporcionan la base física de un chip y la sustancia de componentes más potentes y compactos. Pero también son parte integral de los métodos de fabricación avanzados y los nuevos diseños de chips que han apuntalado el rápido progreso de la industria en las últimas décadas.
Por este motivo, la ciencia de los materiales está adquiriendo mayor importancia a medida que nos enfrentamos a los límites de la miniaturización. Se necesitan más que nunca materiales avanzados para que la industria desbloquee nuevos diseños y tecnologías capaces de aumentar la eficiencia, la velocidad y la potencia de los chips. Estamos viendo nuevas arquitecturas de chips que adoptan la tercera dimensión e implementan capas para optimizar la utilización del área de superficie y al mismo tiempo reducir el consumo de energía. La industria está utilizando técnicas de empaquetado avanzadas, donde “chips” separados con diferentes funciones se fusionan en un solo chip más eficiente y potente. A esto se le llama integración heterogénea.
