Investigadores han desarrollado un nuevo chip con 41 capas verticales de semiconductores, evitando los límites de miniaturización que han estancado la ley de Moore. Este diseño podría permitir electrónicos más sostenibles apilando transistores hacia arriba en lugar de reducir su tamaño. La innovación promete un menor uso de energía en la fabricación y posibles aplicaciones en dispositivos cotidianos.
Desde la década de 1960, la ley de Moore ha impulsado el progreso de la electrónica al predecir que el número de transistores en un microchip se duplicaría anualmente mediante miniaturización. Sin embargo, esta tendencia comenzó a flaquear alrededor de 2010, ya que los límites físicos obstaculizaron una mayor reducción de tamaño y un aumento en la densidad de potencia de cómputo.
Xiaohang Li, de la Universidad King Abdullah de Ciencia y Tecnología en Arabia Saudita, junto con colegas como Thomas Anthopoulos de la Universidad de Manchester en el Reino Unido, ha impulsado una solución: construir chips hacia arriba. Su diseño cuenta con 41 capas verticales de dos tipos de semiconductores separados por aislantes, creando una pila de transistores aproximadamente 10 veces más alta que las versiones anteriores.
Para validar el chip, el equipo produjo 600 copias, todas con un rendimiento similar de manera confiable. Probaron algunos en operaciones básicas requeridas por computadoras y dispositivos de detección, donde los chips apilados igualaron las capacidades de los diseños planos tradicionales. Li señaló que la fabricación de estas pilas utilizó métodos menos intensivos en energía que los procesos estándar.
Anthopoulos enfatizó los beneficios prácticos: "El nuevo chip no necesariamente llevará a nuevas supercomputadoras, pero si pudiera usarse en dispositivos comunes como electrónicos inteligentes para el hogar y dispositivos de salud portátiles, disminuiría la huella de carbono de la industria electrónica mientras ofrece más funcionalidad con cada capa añadida." Agregó con optimismo: "Realmente no hay forma de detenerlo. Podemos seguir haciéndolo. Es solo cuestión de esfuerzo y lágrimas."
Persisten los desafíos, particularmente en la gestión del calor. Muhammad Alam, de la Universidad de Purdue en Indiana, comparó el diseño con "tratar de mantenerse fresco mientras se lleva varios abrigos a la vez", ya que cada capa genera calor adicional. El límite actual es de 50°C, que Alam dice que necesita un aumento de 30 grados o más para ser viable en el mundo real fuera de los laboratorios. No obstante, ve el crecimiento vertical como el camino esencial hacia adelante para el avance de la electrónica.
La investigación aparece en Nature Electronics (DOI: 10.1038/s41928-025-01469-0).