Muchas veces hemos escuchado el concepto que plantea que observando la naturaleza el hombre ha alcanzado gran parte de su desarrollo tecnológico. Así logramos volar, es decir, observando a las aves, o así logramos conquistar los océanos, mirando a las especies acuáticas. Siguiendo la misma línea argumental IBM está trabajando en sus nuevos avances.
IBM está intentando imitar a la naturaleza para diseñar su próxima generación de chips de Computadores. IBM «pidió prestado» el patrón natural del proceso que forma las conchas de mar, los copos de nieve y el esmalte de los dientes para crear sus nuevos chips. El método, forma trillones de agujeros para crear vacío como aislante alrededor de miles de filamentos de escala nanométrica empaquetados unos al lado de otros al interior de chip.
Hoy en día, los chips son fabricados con filamentos de cobre rodeados por un aislante, lo cual implica el uso de una máscara o molde para crear los patrones del circuito, luego proyectar luz a través de la máscara y finalmente, químicamente, remover las partes que no se necesitan.
La nueva técnica ya no requiere el uso de la máscara ni el esculpido mediante el haz de luz, optando por usar vacío, comúnmente y erróneamente llamado bolsón de aire, como aislante. Los científicos de IBM descubrieron la mezcla justa de compuestos, los cuales son vertidos en una oblea de silicio con los patrones de filamento del chip para luego ser horneada.
Este mismo concepto ocurre en la naturaleza en la formación de copos de nieve, conchas de mar y el esmalte de los dientes. La mayor diferencia es que IBM ha sido capaz de dirigir el proceso de auto-fabricación para formar trillones de agujeros que son similares, mientras que el proceso que ocurre en la naturaleza, son todos idénticos.
Este proceso entrega el adecuado ambiente para que los compuestos se ensamblen de una manera dirigida, creando trillones de nano-agujeros uniformes a través de una oblea de 300 mm. Esos agujeros sólo son de 20 nm de diámetro, es decir hasta cinco veces más pequeños que lo que actualmente puede lograrse.
«Sección transversal de microprocesador mostrando los vacios rodeando
&nb
sp; filamentos»
Una vez que los agujeros son formados, el vidrio de silicato de carbono es removido, creando un vacío entre los filamentos permitiendo que las señales eléctricas fluyan un 35% más rápido o consuman un 15% menos de energía. Se piensa que el vacío es el mejor aislante para lo que se conoce como «capacitancia de filamentos» («wiring capacitance«), la cual ocurre cuando dos conductores, en este caso filamentos adyacentes en un chip, «sifonean» energía eléctrica uno del otro, generando calor indeseado y disminuyendo la velocidad a la cual la información se puede mover por el chip.
Dan Edelstein, científico en Jefe del proyecto indicó,
«Esta es la primera vez que alguien ha probado la habilidad de sintetizar grandes cantidades de estos polímeros auto-ensamblados y de integrarlos al proceso de fabricación existente con grandes resultados de producción. Al mover el auto-ensamblado del laboratorio a la fábrica, somos capaces de hacer chips que son más pequeños, rápidos y consumen menos energía que lo que permiten los materiales existentes y los diseños de arquitectura actuales.»
Este proceso ya ha sido integrado a la línea de producción de IBM en su fábrica East Fishkill en Nueva York y se espera que sea completamente incorporado en todas las líneas de producción de la Compañía en el año 2009. Más aún, esta nueva tecnología puede ser incorporada en cualquier proceso de fabricación estándar de CMOS, sin grandes cambios.
Estos chips serán usados en las líneas de servidores de IBM y por lo tanto para chips que IBM construye para otras Compañías, por ejemplo, el Cell Broadband Engine encontrado en la PS3.