Desde el primer circuito
integrado o “chip”, desarrollado en 1958 por un ingeniero de Texas
Instrument que ganaría por ese logro el Nobel de Física en el 2000, la
evolución de estos dispositivos ha sido vertiginosa. Ahora, científicos de la Universidad Nacional
del Sur (en Bahía Blanca) desarrollaron un prototipo científico de una retina
electrónica inteligente en una novedosa tecnología de chips denominada 3D.
El chip, que podría aplicarse en
micro-cámaras inteligentes, “sería capaz de observar una escena e identificar
situaciones para, por ejemplo, ayudar en la navegación asistida de robots,
vehículos y personas; o prevenir accidentes en calles, rutas, o ambientes
laborales”, explica el doctor Pedro Julián, profesor e investigador del
Departamento de Ingeniería Eléctrica y Computadoras de la Universidad Nacional
del Sur (UNS) e investigador responsable de Tecnópolis del Sur, un parque
tecnológico en formación situado en Bahía Blanca.
Diseñado por el grupo de
Microelectrónica de la
Universidad Nacional del Sur (UNS), el chip de 2.5mm x 2.5mm
(que sería una de las primeras retinas artificiales construidas en esta
novedosa tecnología 3D) captura imágenes a la vez que las puede procesar a una
tasa de miles de cuadros por segundo, mientras que una cámara normal solo
captura unos cincuenta cuadros por segundo y no realiza ningún análisis sobre
el video capturado. “Posee dos pisos: el piso superior captura la luz mediante
pixels similares a los de cualquier cámara digital; el inferior, en tanto,
tiene una red de neuronas interconectadas que trabaja en sincronía con los
pixels superiores y un microprocesador que coordina las funciones de las
neuronas”, explica el doctor Julián.
El chip 3D fue presentado en la
tercera Escuela de Verano de la
Sociedad de Circuitos y Sistemas del IEEE (Institute of
Electrical and Electronics Engineers), organizada en Buenos Aires por la UNS durante febrero.Esta
escuela de capacitación de jóvenes ingenieros, forma parte de las actividades
de un proyecto internacional (PICT) de la UNS financiado por el Ministerio de Ciencia,
Tecnología e Innovación Productiva para la formación de recursos humanos y el
desarrollo de chips 3D en colaboración con la Universidad Johns
Hopkins (Estados Unidos), la
Universidad de Maryland (Estados Unidos), la Universidad de Sydney
(Australia), y el Instituto Tecnológico de Costa Rica.
La tecnología de chips 3D permite
literalmente “apilar” circuitos integrados convencionales, e interconectarlos
entre sí. Julián hace una analogía con las viviendas: de la misma manera que la
cantidad de gente que puede albergar un edificio es muy superior a la de una
casa, la cantidad de transistores en un chip 3D es muy superior a la de uno
convencional. “Además tienen la ventaja adicional de que los chips que
constituyen cada uno de los ‘pisos’ del chip 3D, pueden ser de distintas
tecnologías especializadas, por ejemplo, para comunicaciones, para memoria,
para procesamiento, o para sensores”, agrega.
“Los chips tridimensionales están
revolucionando la industria de los semiconductores, dado que los clientes
necesitan nuevas maneras de obtener mas performance y funcionalidad. Muchas
compañías ya están adoptando esta tecnología. El impacto en la industria en
general será dramático”, señaló Robert Patti, director de Tecnología de
Tezzaron Semiconductors (pionera en la integración 3D). En la opinión de
Subramanian Iyer, Jefe de Tecnología de la División de Microelectrónica de IBM, y
responsable de estrategia tecnológica y competitividad en las áreas de memoria
e integración 3D, “en unos seis años la tecnología 3D estará instalada por
completo en el mercado”.
En los años ‘60 los circuitos
integrados contenían unos pocos transistores. Desde ese momento evolucionaron a
un ritmo exponencial, y en la actualidad, los circuitos integrados contienen
miles de millones de transistores. Este progreso se logró gracias al
perfeccionamiento de las técnicas de fabricación, que hoy día permiten realizar
transistores de algunas decenas de nanómetros (1 nanómetro es la mil
millonésima parte de 1 metro ).
“Para imaginar la sofisticación alcanzada, ‘dibujar’ un transistor nanométrico
como los actuales, es equivalente a dibujar el contorno de una moneda desde
unos 2 ó 3 mil kilómetros de altura. La última fábrica actualmente en
construcción en Taiwan, que permitirá producir chips con transistores de 28
nanómetros, requirió una inversión estimada de 9.400 millones de dólares”, puntualiza
el ingeniero de la UNS.
Desde hace varias décadas el
diseño de un chip y su fabricación se han separado. En otras palabras, es
posible diseñar el chip para una computadora en Argentina y hacerlo fabricar en
Estados Unidos, Taiwán, Israel, Japón o Europa. Es la misma diferencia entre el
arquitecto que hace el plano de una casa, y el equipo que la construye.
Gracias a la visión de largo
plazo del Ministerio de Ciencia y Tecnología que impulsó proyectos estratégicos
en microelectrónica, a través de sus programas de financiamiento, y al apoyo
fundamental de CONICET y de la
Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos
Aires para la formación de recursos humanos, hoy la Argentina tiene la
capacidad de diseñar chips sofisticados como los empleados en netbooks,
smartphones y procesadores para TV interactiva, y de esta manera incursionar en
un negocio global de gran valor agregado. “Estos es posible sin necesidad de
construir ninguna fábrica. Solo con gente muy preparada, ingenio, computadoras
y las herramientas adecuadas de software”, asegura Julián.
Máquinas pensantes
En el futuro, los chips seguirán
incrementando su potencialidad, permitiendo circuitos electrónicos más
complejos, con menos utilización de energía y mayor capacidad de comunicación.
Pero sin duda alguna, la integración de la electrónica con organismos vivientes
constituye el próximo hito relevante. “Ya se han reportado en artículos
científicos experimentos preliminares de circuitos integrados que se
interconectan con distintos tipos de nervios y tejidos, en el camino visual, en
el nervio auditivo, y en la espina dorsal. Incluso, utilizando arreglos de
microelectrodos sobre la cabeza, se han logrado controlar dispositivos
electrónicos con el pensamiento”, afirma el ingeniero Julián.
De Agencia CyTA-Instituto Leloir
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