¿Qué es la Ley de Moores?
Ley de Moores se refiere a la observación de que el número de transistores en un circuito integrado… (IC) se duplica aproximadamente cada 2 años. Se suele citar como explicación del crecimiento exponencial de la tecnología, a veces incluso se acuña como la ley del crecimiento exponencial.
La ley de Moores lleva el nombre de Gordon Moore, el cofundador de Intel. Moore observó que desde la invención de los circuitos integrados el número de transistores se había duplicado cada año. Moore produjo un artículo en la revistaElectrónicatituladoAmontonar más componentes en los circuitos integradosexplicando sus hallazgos (Fuente:). Una vez notado, este descubrimiento se aceptó ampliamente en la industria electrónica y llegó a ser conocido como la Ley de Moores.
Este corto plazoel atiborramiento de los componentesse esperaba que continuara, si no que aumentara. Sin embargo, la tasa de aumento a largo plazo era un poco incierta, pero debía permanecer casi constante. Originalmente, Moore predijo que el número de transistores en un CI se duplicaría cada año. En 1975, la predicción de Gordon Moores fue revisada en la Reunión Internacional de Dispositivos Electrónicos. Se determinó que después del año 1980 se reduciría al doble cada dos años.
La extrapolación de estos datos se ha utilizado en la semiconductor industria durante muchos años para dirigir la planificación a largo plazo y establecer objetivos para la investigación y el avance. Desde tu portátil, tu cámara y tu teléfono cualquier dispositivo electrónico digital está fuertemente ligado a la Ley de Moores. La Ley de Moores se convirtió en una especie de objetivo para la industria, asegurando la progresión oportuna de la tecnología.
La sociedad se ha beneficiado enormemente de este avance en todas las áreas, como la educación, la salud, la impresión en 3D, los aviones no tripulados y mucho más. Ahora podemos hacer cosas con kits de inicio de Arduino para principiantes que hace 30 años sólo podían ser realizadas por megaordenadores caros.
En la Reunión Internacional de Dispositivos Electrónicos del IEEE de 1975, Moore esbozó varios factores que creía que contribuían a este crecimiento exponencial:
- A medida que las técnicas mejoraron, el potencial de defectos ha disminuido drásticamente.
- Esto, combinado con un aumento exponencial del tamaño de los troqueles, significaba que los fabricantes de chips podían trabajar con áreas más grandes sin perder los rendimientos de reducción.
- Desarrollo de las dimensiones más pequeñas posibles
- Conservar el espacio en un circuito conocido como «circuit cleverness» optimizando la disposición de los componentes inteligentes y eventualmente encontrar el uso óptimo del espacio
Principales factores de apoyo
La Ley de Moores no sería viable sin algunas innovaciones de los científicos e ingenieros a lo largo de los años. Esta es la línea de tiempo de los factores que permitieron la Ley de Moores:
| Cuando | Quién | Donde | Que | Por qué |
| 1947 | John BardeenWalter Brattain | Construyó el primer transistor en funcionamiento | ||
| 1958 | Jack Kilby | Texas Instruments | Patentó el principio de integración y creó el primer prototipo de un circuito integrado y los comercializó | |
| Kurt Lehovec | La Compañía Eléctrica de Sprague | Inventó una forma de aislar los componentes en un semiconductor | ||
| Robert Noyce | Fairchild Semiconductor | Creó una forma de conectar los componentes de un CI mediante la metalización del aluminio | ||
| Jean Hoerni | La tecnología planar se basa en la versión mejorada del aislamiento | |||
| 1960 | El grupo de Jay Lasts | Fairchild Semiconductor | Hizo el primer circuito integrado semiconductor operativo | |
| 1963 | Frank Wanlass | Frank Wanlass Invención del semiconductor de óxido metálico complementario (CMOS) |
Permitió ICs extremadamente densos y de alto rendimiento | |
| 1967 | Robert Dennard | IBM | Creó una memoria dinámica de acceso aleatorio (DRAM) | Permitió la posibilidad de fabricar células de memoria de un solo transistor (lo que llevó a la invención de la memoria flash por Fujio Masuoka en los años 80, permitiendo una memoria de alta capacidad a bajo costo en muchos dispositivos) |
| 1980 | Hiroshi ItoC Grant Wilson J. M. J. Frechet | Invención del fotorresistente químicamente amplificado (5-10 veces más sensible a la luz UV) IBM introdujo la producción de DRAM a mediados de los 80. | ||
| 1980 | Kanti Jain | IMB | Creado Láser excimer de UV profundo fotolitografía | Permitió que los componentes más pequeños de un CI se encogieran aún más (1990 800nanómetro 2016 10 nanómetros) |
| A finales de los años 90 | Innovaciones de interconexiones de pulido químico-mecánico o planarización químico-mecánica (CMP) | Permite mejorar el rendimiento de las obleas mediante capas adicionales de cables metálicos, un espaciamiento más estrecho y una menor resistencia eléctrica (no es un factor directo en los transistores más pequeños, sino un importante avance para mejorar los CI) |
¿Sigue siendo cierta la Ley de Moores
Es comúnmente preguntado y debatido si la Ley de Moores sigue siendo verdadera. Aunque hay desacuerdo entre los expertos en cuanto a la respuesta a esto, se está de acuerdo en que ya no es la fuerza motriz de la industria de los transistores.
En el pasado, la expansión de las capacidades de almacenamiento y computación se basaba en un agresivo escalamiento de las características, manifestado en la Ley de Moores. Sin embargo, el escalamiento no podrá hacer frente a las próximas necesidades en el rendimiento del CI y la utilización de los recursos energéticos. No sólo eso, sino que los avances han disminuido y otras opciones tecnológicas para mantener viva la Ley de Moores están siendo investigados.
Desde 1998, la industria ha elaborado hojas de ruta para los semiconductores utilizando la Ley de Moores para impulsar los avances. En 2016 se produjo la hoja de ruta final. La industria ya no está centrada en la Ley de Moores, sino que está delineada por una estrategia que podría llamarse más allá de la Ley de Moores. Se basa en la investigación y el desarrollo de las necesidades y aplicaciones de los chips, en lugar de la escala de tamaños. La aplicación de los chips varía desde los teléfonos inteligentes y las computadoras portátiles hasta la inteligencia artificial y los centros de datos.
Cuando se trata del futuro desarrollo de la tecnología, la Ley Moores fue genial, ya que permitió a todos en la industria tener un latido común, trabajar juntos y crear un poco de sana competencia entre las empresas. No sólo eso, sino que los consumidores y otros desarrolladores sabían qué esperar en los avances.
Como la Ley de Moores está terminando, le da a la industria la oportunidad de explorar nuevos caminos y ser creativos. Mirando la arquitectura física, como deshacerse de los diseños de la década de 1940 podría desbloquear el potencial para una mayor eficiencia. Al tener que rediseñar la arquitectura básica de la computación, los programadores tendrán que alterar sus viejos hábitos y adoptar una nueva forma de pensar creando nuevos métodos de aplicación y software para aumentar la velocidad y la eficiencia de la computación en el futuro. La computación en nube, la comunicación inalámbrica, la interconexión a través de Internet y la física cuántica pueden jugar un papel en los desarrollos del futuro.
A medida que la industria avanza más allá de la estrategia de la Ley Moores, la pregunta es si las empresas podrán progresar al mismo ritmo de crecimiento y escala. Muchos creen que el ritmo de avance no será el mismo, debido al simple hecho de que las empresas tendrán que trabajar juntas de una manera nueva y complicada, sin el latido común que mantenía todos los planes de investigación y desarrollo en sincronía. Por lo tanto, los avances que benefician a todos podrían volverse menos comunes.
La Segunda Ley de Moores
La principal fuerza motriz del crecimiento económico es el aumento de la productividad. La Segunda Ley de Moores (también conocida como la Ley de las Rocas) mira la otra cara de la economía de la producción de semiconductores.
La predicción fue hecha en la década de 1960 por Arthur Rock, un hombre de negocios y uno de los primeros inversionistas en compañías de tecnología como Intel. Simplemente afirma que el costo de la fabricación de semiconductores también imita el crecimiento exponencial que se duplica cada cuatro años mientras que el costo de un producto para los consumidores se redujo a la mitad. El precio de una planta de fabricación de semiconductores ya había alcanzado alrededor de 14 mil millones de dólares en 2015.
La Segunda Ley de Moores evalúa el crecimiento continuo de la inversión financiera necesaria en la industria de los semiconductores. A medida que los avances mejoraron, fue posible para los fabricantes tener la capacidad de crear mejores máquinas para automatizar la línea de producción. El proceso de automatización ha creado productos de menor precio para el consumidor ya que el hardware creado tiene menores costos de mano de obra. El hecho de que se vendan productos más nuevos y populares significa que hay que invertir más beneficios en el desarrollo de nuevos diseños innovadores y dispositivos de capacidades aún mayores.
El costo de fabricación de una sola unidad siempre disminuye, mientras que el dinero que se invierte aumenta constantemente para continuar la investigación y el desarrollo. En algún momento, la Primera Ley de Moores (el número de componentes de un CI) y la Segunda Ley de Moores (los gastos de producción de los CI) colisionarán ya que los crecientes costes de fabricación alcanzarán una meseta y serán demasiado caros para mantenerlos y aprovecharlos.
