Tecnología... ¿qué hacer con diez átomos?

Y si a uno le preguntarán: ¿qué puedes hacer con diez átomos? La respuesta es que puedes hacer casi casi de todo, ¡si son de silicio!

La respuesta es sorprendente, pero ¿por qué esa respuesta? Vayamos por el principio. El cavernícola daba golpetazos con una piedra para conseguir crear sus utensilios y sus armas. Y en 1513, Miguel Ángel Buonarroti con algo más de tecnología, un martillo y un cincel consiguió crear de un frío bloque de mármol de Carrara a Moisés. Cuenta la leyenda que la estatua quedó tan perfecta que ¡el propio Miguel Ángel le dio un martillazo final para que la estatua se quejara del golpe y hablase!.

Posteriormente la tecnología fue avanzando y en los años ochenta resultaba que casi todas las personas tenían un televisor, una radio, una cámara de fotos, etc… y en general todo el mundo sabía que esos aparatos funcionaban por los elementos que tenían dentro de sí: un tubo de rayos catódicos, un transistor, unas lentes ópticas, etc...

Pues sorprendentemente, más de cuarenta años después, en la era de la información, de la digitalización y de estar todos interconectados, resulta que media humanidad, o más aún, no saben lo que realmente existe dentro de los dispositivos tecnológicos que usan todos los días (móviles, televisores, cámaras digitales, IA, etc...).

La principal razón, creo que puede ser que la pieza fundamental para que esos dispositivos funcionen, "su cerebro" pese a que es capaz de hacer millones de operaciones matemáticas, tiene un tamaño tan pequeño que no es posible verlo y si no se ve, entonces difícilmente se comprende cómo puede funcionar.

Ese "cerebro" de los dispositivos electrónicos es obviamente el chip de silicio o de otro tipo de semiconductor. Y simplemente, los diseñadores de chips de hoy en día son como los escultores de la antigüedad, pero sus obras son mucho más pequeñas, pero mucho más complejas y potentes. La mayoría de las personas puede llegar a distinguir sin gafas un milímetro de otro, pero por debajo ya es difícil.

Sin embargo, si uno se arranca un pelo de la cabeza y mira el diámetro de su cabello, pues ahí consigue ver 0,07 milímetros o 70 micras con sus propios ojos. Si bajamos aún más de tamaño hasta un glóbulo rojo de la sangre estaríamos en 5 micras y ahí ya tendríamos que usar un microscopio óptico. Y se puede seguir bajando a una micra y ahí apareció la microelectrónica o electrónica de pocas micras.

Pero hoy en día una micra sigue siendo un tamaño muy grande, ya que equivale a 1000 nanómetros. Pues bien, estos escultores modernos de chips pueden esculpir los materiales a su antojo para llegar a realizar un transistor de tan sólo 2 nanómetros. Y eso equivale a sólo 10 átomos de silicio puestos en línea, uno tras otro!

Es decir, que el chip de 1cm2 de área que al final que podemos ver en las placas de nuestros ordenadores o de nuestros móviles, es una gran obra de arte y debido a su complejidad es como que el escultor se ha venido arriba y ha realizado en vez de una estatua una gran ciudad donde hay autopistas a distintos niveles que son las pistas conductoras por donde van las señales eléctricas y bloques de edificios que en este caso están formados por miles o millones de transistores de 2 nanómetros, interconectados para realizar operaciones matemáticas complejas.

Por lo tanto, aunque no lo podamos ver con nuestro ojo es una obra de arte muy compleja que solo se puede observar con microscopios electrónicos o de fuerzas atómicas.

Y los dispositivos funcionan por esas pequeñísimas obras de arte de tecnología. Y en este caso no vale un martillo y un cincel en un estudio de escultura, ¡se necesita un taller o fábrica de última generación que cuesta 25.000 millones de euros! Pero merece la pena esa inversión ya que la reducción del tamaño de los transistores es lo que realmente ha permitido tener ordenadores o móviles más potentes, mejores cámaras, mejores coches, electrodomésticos, transmitir más datos de todo tipo, mejor internet y también la aparición de la inteligencia artificial al poder implementar redes neuronales en los chips. En realidad, cada ser humano no llega a darse cuenta de que gran parte de su calidad de vida se debe a la invención de los chips de semiconductores y que los usa cada día para casi todas las tareas.

Y lo siguiente que uno se puede preguntar es si ¿nuestro país está siempre lejos de esa tecnología?, y lo sorprendente de la respuesta es que es un ¡NO! Desde hace muchos años existe la ICTS Red de Micronanofabricación del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades que engloba al Instituto de Microelectrónica de Barcelona (CSIC), al Centro de Tecnología Nanofotónica (UPV) y al ISOM de la (UPM) que son salas blancas donde se pueden realizar físicamente dispositivos electrónicos avanzados.

En la parte de diseño software de los chips destaca el Barcelona Supercomputing Center. Y en el último año se han creado nuevas iniciativas con los fondos europeos como MicroNanoSpain impulsado por la Asociación Española de Semiconductores (AESEMI) y PIXSpain, que son nuevas redes donde las empresas pueden pedir ayudas para crear sus nuevos dispositivos electrónicos o fotónicos.

También han aparecido nuevas asociaciones en el ámbito de la formación en este sector como MicroelectrónicaUPM, o las cátedras PERTE Chip en distintas universidades. Por lo tanto, ya no hay excusas para comenzar a ser un escultor moderno de chips y así al poner 10 átomos en línea vamos a poder realizar de todo y diseñar el futuro.