En uno de las primeras contribuciones en el blog de nanotecnología encontramos una pregunta que aun hoy, dos años más tarde, sigue teniendo interés: ¿Realmente estamos hoy en día encaminados hacia el final de la ley de Moore? (ver post original). La respuesta a esta pregunta es que parece ser que no. Si bien es verdad hemos tenido que variar un poco el rumbo haciendo uso de nuevos materiales. Miremos unos años atrás para comprender mejor el presente:

   La carrera por la miniaturización había llegado al límite en una parte esencial de los transistores: la capa de dióxido de Silicio (SiO₂) que actúa como aislante dieléctrico entre la Puerta y el Canal por donde circula la corriente cuando el transistor se encuentra encendido. Cada nueva generación de microprocesadores había permitido disminuir el grosor de dicha capa aislante, pero con el empleo de la tecnología habitual de SiO₂ la posibilidad de reducir el tamaño de los transistores estaba llegando a su límite debido al mayor consumo de energía y generación de calor que se presentan a medida que los tamaños alcanzan niveles atómicos, ya que cuando la capa aislante se hace más fina aumenta la corriente de fuga y disminuye el rendimiento del transistor (se habían llegado a alcanzar los 1.2 nm de espeso, es decir 5 capas atómicas, pero con rendimientos muy bajos debido a la alta corriente de fuga, a pesar de su alta velocidad de procesamiento).

   El problema se consiguió resolver empleando otro material para elaborar dicha capa aislante. Así, en Enero de 2007, Intel anunció que, por primera vez en 40 años, dejaba de utilizar SiO₂ para fabricar la capa aislante entre la Puerta y el Canal, y que pasaba a emplear un nuevo material basado en el Óxido de Hafnio (HfO₂), con alta constante dieléctrica (κ), que reduce la corriente de fuga a un 10% de la del SiO₂ e implementado mediante técnicas de deposición molecular en vacío, en vez de las técnicas de litografía de inmersión utilizadas en la tecnología anterior. Sin embargo, el nuevo material resultó ser incompatible con la Puerta del transistor, de modo que los primeros transistores que utilizaban el nuevo material aislante ofrecían un rendimiento por debajo del que proporcionaban los antiguos basados en la tecnología del SiO₂. La solución a este nuevo problema fue utilizar también un nuevo material para la Puerta: una combinación de diferentes materiales metálicos que Intel aún mantiene en secreto.

   La combinación de los nuevos materiales del aislante dieléctrico entre la Puerta y el Canal, y de la propia Puerta, proporciona un incremento de más del 20% en el flujo de corriente y permite obtener transistores con una corriente de fuga muy baja, así como un mayor rendimiento del consumo de energía de los mismos. Además, para aumentar aún más el rendimiento y reducir el consumo de energía, en los nuevos microprocesadores se utilizan, para las interconexiones, conductores de cobre "low κ" (con baja constante dieléctrica).

   Como resultado de estas innovaciones tecnológicas, en Noviembre de 2007 Intel introdujo en el mercado su nueva generación de microprocesadores, los llamados [1] Intel® Core^TM , que utilizan estos nuevos materiales y han sido desarrollados con una tecnología de 45 nm de aislante entre la Puerta y el Canal (con una longitud del Canal de 20 - 30 nm), y contienen 820 millones de transistores por circuito integrado, lo que comparado con el proceso de fabricación anterior, tecnología de 65 nm de aislante entre la Puerta y el Canal, y una longitud del Canal de 30 - 35 nm, ha permitido casi duplicar la cantidad de transistores presentes en la misma superficie, con un ahorro del 30% del consumo de energía.

Y en el futuro inmediato ¿se seguirá cumpliendo la Ley de Moore?

Actualmente Intel está trabajando en una nueva generación de microprocesadores elaborados con una tecnología de 32 nm de aislante entre la Puerta y el Canal (con una longitud del Canal de unos 15 - 20 nm), y que contendrán más de 1,900 millones de transistores por circuito integrado (es decir, más del doble de los que contienen los actuales), esperando comercializarlos para el 2009. Para el 2011 tiene en proyecto introducir una nueva generación, fabricada con una tecnología de unos 22 nm de aislante y una longitud del Canal de sólo unos 10 nm, de modo que la nueva tecnología, basada en el Óxido de Hafnio (HfO₂) para fabricar la capa aislante entre la Puerta y el Canal, permitirá confiar en el cumplimiento de la Ley de Moore durante, al menos, una década más.

   La hoja de ruta de Intel apunta a que a partir de 2013 - 2015 se empezarán a desarrollar los transistores de tecnología III-V, que se aplicarán en dispositivos tales como amplificadores de potencia inalámbricos de alta ganancia a frecuencias de 5 GHz y superiores, lo que permitirá presuponer el cumplimiento de la Ley de Moore durante otra década más, hasta que se desarrolle la siguiente revolución tecnológica (¿transistores de tecnología tridimensional?, ¿transistores formados por nanohilos de Silicio o por nanotubos de Carbono?, ¿transistores monoelectrónicos (SET - Single-Electron Transistor) que operarán con el flujo de un sólo electrón?, ¿transistores basados en los estados de los espines de los elementos magnéticos de la Tabla Periódica?, ¿transistores basados en los estados electrónicos fuertemente correlacionados de los elementos de las Tierras Raras Lantánidas?, …).