El tamaño en nanómetros es puro marketing: qué significa en realidad que un transistor esté fabricado en 3, 5 o 7 nanómetros

Lo de los nanómetros es simplemente una manera de diferenciar unos procesos de otros. Cuando TSMC habla de que empezará a fabricar transistores en 3 nanómetros, en realidad este número por sí solo no significa nada. Este tamaño no guarda relación con ninguna característica física real, ni la longitud de las puertas lógicas ni ninguna otra distancia de los transistores.

Cuando las compañías hablan de que fabrican en 3, 5 o 7 nanómetros, no significa que unos sean mejores que otros. Tal es así, que la nomenclatura se basa únicamente en criterios estratégicos y no en una característica concreta. Y sino que se lo digan a Intel, que decidió renombrar sus nodos de 10 nanómetros a 7 nanómetros, los de 7 a 4 y los de 5 a 3 nanómetros.

No todos los nanómetros son iguales

La excusa para realizar estos cambios de nombre la encontramos en la densidad de transistores. Intel consideraba que su proceso de 10 nanómetros competía en densidad con los 7 nm de TSMC y por ello optó por igualar la nomenclatura. Se daba la particularidad que el proceso de 7 nanómetros de Intel (250M/mm2) superaba en densidad a los 5 nanómetros de TSMC (171M/mm2) y de ahí el "avance repentino" para convertirse en 4 nanómetros.

Originalmente los nanómetros se utilizaban para medir la longitud de las puertas lógicas, pero con la mejora de los distintos procesos se empezaron a utilizar nodos de distintos tamaños. Actualmente, con los procesos FinFET, VTFET o GAAFET, los números utilizados no se corresponden con ninguna característica concreta.

Este hecho puede confundir a algunos usuarios, pero es un hecho ampliamente conocido en la industria. "Hoy, estos números son solo números. Son como modelos de un coche: es como un BMW serie 5 o un Mazda 6. No importa cuál sea el número, es solo la nomenclatura de la próxima tecnología, el nombre. No hay que confundir el nombre del nodo con lo que realmente ofrece la tecnología", explicaba Philip Wong, VP de investigación de TSMC.

Pongamos el avance a los 3 nanómetros. Se trata de un término de marketing, sí, pero justificado porque estamos ante un proceso nuevo. Uno suficiente avanzado como para que la industria lo considere como un avance significativo y sea merecedor de ese nombre. Por ejemplo con los 3 nm FinFET de TSMC, se promete una reducción de energía entre un 25 y 30%, un aumento del rendimiento del 15% y hasta un 33% de mayor densidad de transistores, respecto a los 5 nm.

Pero estos números son dentro de TSMC. En el caso de Samsung es distinto. Y por ejemplo prometen un 45% de menos energía, un 23% de rendimiento y un área un 16% inferior, en comparación con los 5 nm de Samsung.

Con la reducción de tamaño es habitual pensar dónde está el límite. 1 nanómetro es poco más que el ancho de solo cinco átomos de silicio. Pero como apunta Samuel K Moore de IEEE Spectrum, hay que pensar que "muchas de las partes de los transistores de 7 nanómetros en realidad son considerablemente más grandes que 7 nanómetros. Y esa desconexión entre la nomenclatura y la realidad física ha sido el caso durante aproximadamente dos décadas".

Aún con todo, el avance de la tecnología fotolitográfica hace que la industria ya esté buscando nuevas formas de describir sus procesos avanzados. ¿Qué ocurrirá cuando se mejore el nodo de 1 nanómetro? Desde hace unos años ya se empieza a hablar de ángstroms.

Pat Gelsinger, CEO de Intel, defendió que se empiece a hablar de ángstroms. Así tendrán más margen para definir los nuevos procesos. En 2026 esperan trabajar con los 1,4 nanómetros (o 14 ángstroms) y para 2030 los 0,7 nanómetros (o 7 ángstroms). No significan estas cifras que los procesos vayan a trabajar exactamente con esas distancias, pero muestran que la nomenclatura de los nanómetros empieza a quedarse corta.

Imagen | Vishnu Mohanan