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¡Muy buenas, inversores e inversoras!
Hoy os traigo un artículo un poco diferente. Un artículo algo especial, porque hablar sobre la industria de semiconductores no es sencillo. Es una industria compleja, muy técnica y, en muchas ocasiones, difícil de entender si no se explica bien desde la base.
Después de escribir el artículo, he escrito esta introducción y creo que he conseguido trasladar bien qué es la Ley de Moore de una manera fácil de entender, sin entrar en demasiados tecnicismos.
Desde mi punto de vista, es una ley que merece la pena conocer, ya que ha protagonizado una gran parte del progreso tecnológico moderno y, aun así, seguramente muchas personas no saben exactamente qué significa o por qué ha sido tan importante.
Así que espero que lo disfrutéis tanto como yo he disfrutado escribiéndolo.
Índice:
¿Qué es la Ley de Moore y por qué fue tan importante?
¿Quién fue Gordon Moore?
¿La Ley de Moore ha empezado a ralentizarse? ¿Por qué?
¿Está muerta la Ley de Moore?
1. ¿Qué es la Ley de Moore y por qué fue tan importante?
Para empezar, y tenerlo claro desde el principio, la Ley de Moore no es una ley física, sino una observación empírica realizada por Gordon Moore.
En 1965, Moore predijo que el número de componentes dentro de un circuito integrado se duplicaría aproximadamente cada año durante la siguiente década. Y aquí es importante matizar una cosa: Moore habló de componentes en general, no únicamente de transistores. Dentro de un circuito integrado también podía haber otros elementos, como resistencias, diodos o condensadores.
Más adelante, en 1975, ajustó esa previsión a una duplicación aproximada cada dos años. Con el paso del tiempo, esta observación se acabó popularizando como la idea de que el número de transistores dentro de un chip tiende a duplicarse aproximadamente cada dos años.
¿Por qué se acabó hablando principalmente de transistores? Porque el transistor se convirtió en el componente más importante dentro de un circuito integrado. Al final, los transistores son pequeños “interruptores” que permiten que un chip procese información. Y, claro, si puedes integrar más transistores dentro de un circuito integrado, ese chip puede tener mayor capacidad de cálculo y procesar información más rápido.
Por eso, aunque históricamente la Ley de Moore hacía referencia a los componentes, hoy normalmente se explica a través de los transistores.
La idea no era únicamente meter más transistores en un circuito integrado para que fuera más potente y ya está, sino hacerlo de la forma más eficiente y barata posible. Es decir, que el coste por transistor fuera disminuyendo con el paso del tiempo. Y esto es brutal, porque significa que cada nueva generación podía ofrecer más potencia, menor tamaño y menor coste por unidad de cálculo.
Durante décadas, esta dinámica permitió que los productos tecnológicos fueran cada vez más accesibles. Hace años, acceder a ciertos productos tecnológicos era mucho más caro. Hoy, en cambio, puedes comprar un smartphone básico por cerca de 100 euros, algo que habría sido impensable hace no tanto tiempo.
Evidentemente, esto no se explica únicamente por la Ley de Moore. También influyen las economías de escala, la competencia, la fabricación en masa y la mejora de las cadenas de suministro.
Aquí podemos verlo de forma bastante clara:
Durante las primeras etapas, el coste por transistor cayó con mucha fuerza, especialmente entre los nodos de 90 nanómetros —90 nm— y 28 nanómetros —28 nm—. Sin embargo, a medida que la industria fue avanzando hacia nodos más pequeños, esta reducción empezó a ralentizarse. De hecho, a partir de los 28 nm, el coste por transistor dejó de caer con la misma fuerza que en el pasado.
Y aquí entra otro punto importante: los nodos.
Un nodo es, de forma simplificada, una generación tecnológica dentro de la fabricación de semiconductores. Por ejemplo, cuando se pasa de 7 nm a 5 nm, estamos hablando de una nueva generación tecnológica. En la actualidad, la industria ya está entrando en la producción en volumen de chips de 2 nm.
Eso sí, los nanómetros ya no representan necesariamente una medida física exacta del transistor, como podía ocurrir en el pasado. Hoy funcionan más bien como una forma de nombrar cada nueva generación tecnológica.
Cada nueva generación tecnológica busca fabricar transistores más pequeños y eficientes, permitiendo que quepan más transistores dentro de una misma superficie del chip. Y como ya hemos comentado, si caben más transistores dentro de un chip, ese chip puede tener mayor capacidad de cálculo.
Volviendo a la imagen 1, esto nos ayuda a entender que la Ley de Moore no solo trata de que haya más transistores dentro de un chip, sino también de que esa mejora sea cada vez más eficiente desde el punto de vista económico.
En los últimos años, las máquinas EUV de ASML han permitido seguir avanzando hacia nodos más pequeños, aunque con mucha más complejidad y con inversiones muchísimo más elevadas.
También conviene matizar algo. Duplicar el número de transistores no significa automáticamente duplicar la potencia. El rendimiento final de un chip depende de muchas más cosas: la arquitectura, el software, la memoria, el consumo energético, la refrigeración, el diseño del sistema y muchos otros factores.
Pero, aun así, la cantidad de transistores que caben dentro de un chip ha sido históricamente una de las mejores formas de medir el progreso dentro de la industria de semiconductores.
2. ¿Quién fue Gordon Moore?
Gordon Moore fue uno de los grandes pioneros de la industria de semiconductores y una de las personas más importantes en la historia de la tecnología moderna.
Nació en 1929 en San Francisco, California, y estudió química. Más adelante obtuvo un doctorado en química y física en el California Institute of Technology. Es decir, Moore no era simplemente un empresario tecnológico, sino una persona con una formación científica.
Su carrera empezó a tomar relevancia en los años 50, una década muy importante para el nacimiento de la industria de semiconductores. En aquella época, la electrónica estaba viviendo una transformación enorme. Se estaba pasando de los tubos de vacío a los transistores, que eran más pequeños, más eficientes y mucho más fiables.
Para entender la importancia de este cambio, hay que tener en cuenta que los primeros ordenadores eran máquinas enormes, carísimas y muy limitadas. Ocupaban salas enteras, consumían muchísima energía y solo estaban al alcance de gobiernos, universidades o grandes empresas. La llegada del transistor empezó a cambiarlo todo, porque permitió construir dispositivos electrónicos mucho más compactos y eficientes.
Moore trabajó primero en Shockley Semiconductor Laboratory, una empresa fundada por William Shockley, uno de los inventores del transistor. Sin embargo, la relación entre Shockley y parte de su equipo no fue buena. De hecho, un grupo de ocho científicos, entre los que se encontraba Gordon Moore, decidió abandonar la compañía y fundar Fairchild Semiconductor en 1957.
Ese grupo pasó a la historia como los “traitorous eight”, o los “ocho traidores”, porque Shockley interpretó su marcha como una traición. Sin embargo, aquella decisión fue uno de los momentos más importantes en la historia de Silicon Valley.
Fairchild Semiconductor se convirtió en una de las empresas más importantes en el desarrollo de los circuitos integrados.
Años más tarde, en 1968, Gordon Moore cofundó Intel junto a Robert Noyce. Y aquí es donde su figura se vuelve todavía más relevante, porque Intel acabaría convirtiéndose en una de las compañías más importantes de la historia de los microprocesadores.
Intel no solo fabricó chips. Intel ayudó a construir una parte esencial de la informática moderna. Sus microprocesadores estuvieron en millones de ordenadores personales y fueron fundamentales para que la computación llegara a empresas, hogares y consumidores de todo el mundo.
Por eso Gordon Moore es tan importante. No solo por su conocida observación empírica que ha sido de las historias más famosas de la tecnología, sino que fue uno de los protagonistas más importantes en la industria de los semiconductores.
3. ¿La Ley de Moore ha empezado a ralentizarse? ¿Por qué?
Haciendo una respuesta rápida, sí, la Ley de Moore se ha empezado a ralentizar.
Durante décadas, la idea era que el número de transistores dentro de un chip se duplicara aproximadamente cada 24 meses. Sin embargo, en los últimos años se ha empezado a observar que ese ritmo ya no es tan sencillo de mantener. De hecho, Pat Gelsinger, que en 2023 todavía era CEO de Intel, también lo reconoció en un evento de la industria de semiconductores, donde comentó que la duplicación de transistores estaba más cerca de los tres años que de los dos.
Además, ahora cuesta mucho más integrar más transistores dentro de un chip. El problema es que, a medida que los transistores se fueron haciendo cada vez más pequeños, empezaron a aparecer varios límites.
El primero es el límite físico. Cuando trabajas con estructuras extremadamente pequeñas, te acercas a escalas casi atómicas. Y, a esas dimensiones, fabricar un transistor que funcione correctamente es muchísimo más difícil.
El segundo problema es el calor y el consumo energético. Integrar más transistores dentro de un chip puede aumentar la capacidad de cálculo, pero también puede generar más consumo y más calor si no se diseña bien. Y esto es clave, porque un chip no solo tiene que ser potente; también tiene que funcionar de forma estable, sin consumir una cantidad absurda de energía ni calentarse demasiado.
El tercer problema es el coste. Cada nueva generación tecnológica requiere fábricas más caras, maquinaria más compleja y procesos de fabricación mucho más difíciles. Construir una fábrica avanzada de semiconductores puede costar decenas de miles de millones de dólares.
Por eso, si entendemos la Ley de Moore únicamente como duplicar el número de transistores cada 24 meses y menor coste por transistor, sí, podemos decir que se está ralentizando.
4. ¿Está muerta la Ley de Moore?
Respondiendo de forma rápida, creo que la Ley de Moore no está muerta, sino que ha entrado en una nueva etapa.
Como hemos visto antes, el propio Moore ajustó su previsión en 1975, pasando de una duplicación aproximada cada año a una duplicación cada dos años. Por tanto, la Ley de Moore nunca ha sido algo completamente estático. Ha ido evolucionando con el tiempo.
Además, como hemos comentado en el punto anterior, cada nueva generación tecnológica es mucho más compleja y requiere más inversión, más precisión y más maquinaria especializada.
Antes, gran parte del progreso venía de reducir el tamaño de los transistores. Si podías fabricar transistores más pequeños, podías integrar más transistores dentro de un chip, aumentar la capacidad de cálculo y, durante mucho tiempo, reducir el coste por transistor.
Ahora, en cambio, el progreso ya no depende únicamente de reducir el tamaño de los transistores. Depende de muchas más piezas trabajando juntas.
Depende de nuevas arquitecturas de chips, mejores diseños, software más optimizado, memoria más rápida, sistemas de refrigeración más eficientes y tecnologías de fabricación cada vez más avanzadas.
También entran en juego conceptos como los chiplets, que básicamente consisten en dividir un chip en varias piezas más pequeñas y especializadas, en lugar de intentar meterlo todo dentro de un único bloque enorme. Ese único bloque enorme sería lo que conocemos como un chip monolítico.
Esto es importante porque, cuando fabricar chips cada vez más grandes y complejos se vuelve muy caro, una alternativa es diseñar sistemas formados por varias partes que trabajan juntas (chiplets). De esta forma, la industria puede seguir mejorando el rendimiento sin depender únicamente de reducir el tamaño de los transistores.
Otro punto clave es el advanced packaging, que viene a ser la forma en la que se conectan y empaquetan diferentes chips o componentes para que funcionen como un único sistema, haciendo que trabajen de manera más eficiente.
Y luego está la litografía avanzada, donde entran las máquinas EUV de ASML. Estas máquinas han permitido seguir fabricando chips en nodos cada vez más pequeños, como 7 nm, 5 nm, 3 nm y ahora 2 nm.
Pero incluso con EUV, el avance ya no es como antes. Se puede seguir progresando, sí, pero a cambio de mucha más complejidad y de inversiones muchísimo más elevadas.
Por todo ello, cuando alguien dice que la Ley de Moore está muerta, creo que hay que matizarlo.
Si entendemos la Ley de Moore como la idea estricta de duplicar los transistores cada dos años y reducir constantemente el coste por transistor, entonces sí, está muerta.
Pero si entendemos la Ley de Moore como la búsqueda constante de más capacidad de cálculo, más eficiencia y mejores chips con el paso del tiempo, entonces no está muerta. Simplemente ha cambiado de forma.
Ahora, para que un chip sea lo más eficiente posible, también hace falta mejorar el proceso de fabricación, la arquitectura del chip, el empaquetado, la memoria, el software, la refrigeración y la eficiencia energética, tal y como hemos comentado un poco más arriba.
Y precisamente por eso empresas como ASML, TSMC, NVIDIA, AMD, Intel, SK Hynix, Micron o Broadcom trabajan conjuntamente, muchas veces mediante acuerdos estratégicos o contratos a largo plazo, para que toda la cadena de valor avance tecnológicamente al mismo tiempo.
¡Hasta aquí el artículo!
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Está chulo el artículo y da esa visión un poco más técnica de toda la cadena de valor de esta industria, desde el que hace las máquinas hasta el que diseña el chip, el que lo hace, etc.
Y quizá eso ayude a entender por qué la industria de semiconductores ha sido una de las más extraordinarias de la historia.
Incluso si aceptamos la visión actual de que la duplicación de transistores está más cerca de los 3 años que de los 2, seguimos hablando de una mejora tecnológica cercana al 26% anual compuesto.
Pocas industrias han disfrutado de un viento de cola estructural tan potente durante tantas décadas.
La Ley de Moore puede haberse ralentizado.
Pero incluso una versión más lenta de la Ley de Moore sigue siendo una fuerza de crecimiento difícil de encontrar en cualquier otro sector de la economía.