La industria de los chips se acerca al límite de la tecnología.

Silicio tensado

Con cada ventaja en la tecnología de fabricación de chips, la industria de semiconductores ha mejorado su capacidad para producir chips que son baratos, consumen menos energía y ofrecen un mejor rendimiento. Pero cada vez es más difícil obtener estas ventajas desde el momento en que la geometría de los chips es cada vez más pequeña, lo que a su vez significa que el sustrato de silicio puro está alcanzando sus límites.

No es la primera vez que la industria de los semiconductores buscan las maneras de mejorar la oblea de silicio puro como substrato. Actualmente, el proceso tecnológico más avanzado utilizado para producir chips es la tecnología de los 90 nanómetros. Los avances en esta tecnología contemplan la reducción de los caminos del chip que el electrón tiene que seguir, lo que deja menos espacio a los electrones para moverse entre las moléculas de una oblea de silicio. La respuesta a este problema parece ser el silicio tensado.

Los sustratos de silicio tensado superan este reto deformando los cristales de silicio para incrementar el rendimiento de un chip. A nivel molecular, los cristales de silicio se parecen a una celosía de moléculas perfectamente colocadas. Tensando esta celosía por la incorporación de una fina capa de germanio de silicio en la oblea de silicio se crea más espacio para el flujo de electrones, lo que les permite moverse con menos resistencia. Esta técnica ayuda a los transistores a cambiar su estado más rápido, mejorando el rendimiento general y reduciendo el consumo de energía.

El silicio tensado funciona bien con los procesos actuales más avanzados y se continuará utilizando como sustrato con los próximos procesos de fabricación de 65 y 45 nanómetros, pero es necesario otro tipo de sustrato para procesos más avanzados.

El problema, por otra parte, es el tamaño. En el momento en que la tecnología avanza, la distancia que separa los elementos de un chip se reduce y las fugas, o la habilidad de los electrones de moverse entre diferentes áreas de un chip, se incrementan. Además, estas fugas o filtraciones derrochan energía, aumentan el calor y falsean las operaciones del chip.

Chips limpios

Encontrar un sustrato adecuado que pueda ser utilizado en futuros procesos de fabricación de chips no será imposible, pero llevará tiempo, creatividad y un montón de dinero.

Mientras se encuentra la respuesta a este problema, el silicio continuará siendo la base de futuros sustratos. No obstante, se tendrán que añadir nuevos materiales para obtener las propiedades de conducción y aislantes necesarias para fabricar futuros chips que funcionen adecuadamente.

Pero encontrar un sustituto para las obleas de silicio puro no es el único problema al que se enfrenta la industria de los chips. Otro reto al que se enfrentará cuando los procesos de fabricación sean inferiores a los 45 nanómetros es la limpieza del chip durante ese proceso de fabricación. Las fuerzas Van der Waals, que es el nombre dado a la atracción entre las moléculas, puede unir a moléculas no recomendables, como el boro, con moléculas de silicio.

Las compañías de chips cuentan con varios años para solucionar estos problemas antes de empezar a moverse en el proceso de los 45 nanómetros. Intel planea empezar a utilizar el proceso de los 65 nanómetros este año y no empezará con el proceso de los 45 nanómetros hasta 2007. Más allá de estas fechas, la compañía tiene previsto empezar a utilizar el proceso de los 32 nanómetros en 2009 y el de los 22 nanómetros en 2011.