Hace un par de días, el genial canal de youtube Branch Education [web, patreon], sacó el siguiente vídeo sobre cómo se fabrican los microchips. Muy recomendable (como cualesquiera de sus otros vídeos).
Nota: Mandadlo a OT si queréis, pero como es algo tan específico de hardware (como sus otros vídeos), pienso que tiene buena cabida aquí, aunque no haya el tag "video".
Humano encuentra roca
Humano hace polvo roca
Humano pone luz a polvo de roca
Humano reensambla de forma ordenada roca
Roca sabe matemáticas
Ahora en serio, el tema de la fabricación de chips siempre me ha parecido un mundo muy curioso y complejo, sobretodo la parte de la precisión micrométrica de fabricación de los transistores. No es algo que puedas hacer en tu garaje, la verdad
Que jodida locura de video, me ha roto la mente de lo bien hecho y lo facil que explica todo. Mil gracias #1 por compartilo.
Por cierto me parece super curioso que la unica diferencia entre un i3/i5/i7/i9 sea el numero de partes del procesador que funcionan tras el QA y basicamente el proceso de fabricación sea exactamente el mismo pero durante el Wafer Testing se decida si se vende como i3/i5/i7/i9.
Tengo que echarle un ojo por que siempre me había preguntado como se consigue hacer algo tan tan pequeño, ya no solo por lo que pueda llegar a hacer, si no por la complejidad de hacer algo tan pequeño con tanta precisión, pero la verdad que nunca me había dado por buscarlo.
A mi todo lo que es precisión a nivel microscópico me revienta la cabeza muchísimo, sobre todo por que como narices creas algo que haga esos circuitos/grabados/whatever a ese nivel de precisión.
#4 A mi personalmente me revienta la cabeza que sean capaces de hacer algo asi a una escala tan minuscula (los intel actuales estan a una escala de 5nm, TSMC y Samsung ya producen a 3nm) mientras que eres tambien capaz de hacerlo a una escala de fabricación masiva para abastecer todo el mercado actual.
Siempre me ha parecido una locura, menudos cocos. Me vino a la mente Sam Zeloof, un chaval que con 17 años (!) hizo uno en su garaje ( #2 ):
Ahora lleva una startup que se llama Atomic Semi junto a Jim Keller (ex AMD,Apple entre otras cosas) que buscan fabricar a bajo coste mediante electron beam lithography.
La fabricación de semiconductores es el top tier de desarrollo tecnológico en nuestra generación. Actualmente estamos relativamente atascados y es muy interesante descubrir por dónde avanzará la tecnología más allá del silicio y la tecnología planar. +1 a la publicación, está genial explicado.
#2Kike_Knoxvil:No es algo que puedas hacer en tu garaje, la verdad
Para todo hay alguien dispuesto a decir aquello de "sujétame el cubata".
https://www.wired.com/story/22-year-old-builds-chips-parents-garage/
Lo de "en el garaje de sus padres" como dando a entender que lo hizo sin apenas medios y resulta que tiene un laboratorio montado en ese garaje es un poco xD.
#8 Atascados porque? Por curiosidad, no soy experto en el tema ni nada por el estilo pero viendo que TSC ya esta produciendo a 3nm y que los 2nm se esperan para 2025/2026 seguramente hay algo que se me escapa.
#9 Supongo que los padres tendrían pasta, pero en las entrevistas dice que mucho era donado/reciclado de los 70-80.
Zeloof had to stock his lab with vintage equipment too. On eBay and other auction sites he found a ready supply of bargain chip gear from the 1970s and ’80s that once belonged to since-shuttered Californian tech companies. Much of the equipment required fixing, but old machines are easier to tinker with than modern lab machinery. One of Zeloof’s best finds was a broken electron microscope that cost $250,000 in the early ’90s; he bought it for $1,000 and repaired it. He uses it to inspect his chips for flaws, as well as the nanostructures on butterfly wings.
At times Zeloof had to improvise. As in a real chip fab, he wanted to transfer his microscopically detailed designs onto his devices using a process called photolithography. It involves coating a chip-to-be in light-sensitive material and using a device like a super-precise projector to burn in a template that will guide subsequent processing steps. Photolithography machines are expensive—up to $150 million—and so Zeloof made his own by bolting a modified conference room projector bought on Amazon onto a microscope.
#11 No si a ver, no le quito merito ni nada por el estilo eh, al contrario, pero es que cuando habéis dicho lo del garaje he pensado en mi garaje en los que tengo 20 herramientas para hacer chapuzas y cuando he visto un laboratorio he flipado.
Lo suyo es ir viendo los microchip por años. Porque estos son muy complejos.
Así que si vas viendo por años lo entenderías mejor.
Esa longitud en nm en tiempos se refería a una aproximación bastante exacta al tamaño de puerta, que era también próximo a la longitud del canal de los transistores. Desde la década de los 60 hasta los 2000 el escalado implicaba fundamentalmente retos en torno a la tecnología de litografía (las tecnologías que permiten "dibujar" las distintas partes de un transistor que contienen distinta composición química o incluso las interconexiones metálicas.
El caso es que en la década de los 2000 empieza a no ser un reto sólo el hecho de poder dibujar "más pequeño", sino que nuevos problemas empiezan a surgir con el propio escalado de los transistores. En concreto, a esas escalas comienzan a aparecer fenómenos cuánticos como corrientes túnel, capacitancias parásitas entre los distintos contactos, y sobre todo que el control de la carga a través del terminal de puerta se dificulta enormemente. Es entonces cuando evoluciona la tecnología planar (todo se dibuja sobre la superficie) hacia nuevas topologías de transistor consistentes principalmente en ir más allá y emplear procesos que permiten trabajar de cierta forma en volumen, siendo el principal objetivo dotar al canal de una puerta que lo rodee por más de un solo lado. Ver por ejemplo, el artículo de wikipedia de los FinFET.
El caso es que a partir de aproximadamente 30nm de longitud de puerta el nodo tecnológico ya no describe realmente el tamaño, y ha pasado a ser un número que es poco más que márketing. De hecho, si consultas los tamaños de transistor en los nodos de 7 - 2 nm, verás que a penas serán menos de 40 nm las longitudes de los transistoress. Eso no quiere decir que no haya avances y que los microprocesadores realmente no sean más avanzados, sino que las mejoras se consiguen en otros aspectos ajenos al escalado de los transistores.
#10 porque no podemos miniaturizar más los transistores. Cuando los FET son tan pequeños los fenómenos de efecto túnel comienzan a darse, comprometiendo la parte aislante del transistor.
Lo de la litografía en chips y los semiconductores es una barbaridad tecnológica que la inmensa mayoría de gente ignora. Cuando piensan en tecnología se imaginan la NASA o un laboratorio donde investigan el genoma pero el gran bastión científico de esta época son estos microchips nanométricos capaces de hacer sumas.
Hace no mucho le comenté a unos amigos que yo soy de los que piensa que esa "gran guerra" que parece estar asomando los bigotes vendrá del conflicto EEUU-China por controlar Taiwan con el único interés de que TSMC no caiga en manos del Imperio Chino y que muchos de estos conflictos actuales son una cortina de humo para distraer del verdadero interés estratégico por controlar esa isla.
#17 por supuesto, los microchips son uno de los recursos estratégicos más clave de nuestro tiempo. Y Taiwán supone un agente importantísimo. De esta dependencia surge que Biden haya metido una burrada de dinero para intentar desarrollar las fundiciones en suelo americano, muy de vuelta al domestic system (America Chip act); la situación geopolítica está desgastando la globalización a marchas forzadas.
Hace algún tiempo leí algunos artículos sobre esto, intentaré localizarlos.
Edit:
#10 A medida que disminuyes el tamaño (los 7nm, 5nm, etc...) te acercas más al radio atómico (en el caso del Si, el radio atómico es de 111pm). Por ponerlo en contexto, 3nm son 3000pm que es unas 28 veces el radio atómico del Si y aunque pueda parecer mucho, la relación radio atómico-tamaño cada vez más pequeña, lo que provoca que se empiecen a producir efectos no lineales como lo que comenta #16, que es la clave de por qué nos vamos a encontrar un límite hard en la fabricación de transistores tal y como lo venimos haciendo hoy en día
#19 Un gran amigo mío se especializó en tamaños pequeños de espacio (yo me especialicé, como @Calzeta, en tamaños pequeños de tiempo XDXD), él fue quien me dio una intuición sobre la distancia mínima teórica:
El siguiente articulo [1], cortito, la verdad es que está bastante bien, es sobre transistores cuánticos pero bastante antiguo, del 2000; con todo da una intuición interesante.
[1] L. Geppert, "Quantum transistors: toward nanoelectronics," in IEEE Spectrum, vol. 37, no. 9, pp. 46-51, Sept. 2000, doi: 10.1109/6.866283.
keywords: {Electrons;Insulation;US Department of Transportation;Heart;Transistors;Quantum dots;FETs;Resonant tunneling devices;Diodes;Nonvolatile memory}#21 ¡no dejes de ver el resto! Son de la mismita calidad y claridad. Están a otro nivel. Worldclass.
#7 #8 Si, a ver. Circuitos e incluso pequeños chips caseros se pueden hacer (con mucho esfuerzo)
Me refiero a un chip medianamente competente en relación al mercado y la ingente ingeniería que se necesita solo para entrar al mundillo
Mea culpa, no me esperaba un "¿Que no que, ho?"
Particularmente, tengo que verme aún el video de #7 que tiene pinta de interesante también
ASML, una empresa europea. Y gracias porque sino posiblemente ya nos habríamos extinguido en una guerra nuclear xD.
#28 en concreto es holandesa. La gente habla mucho de la importancia estratégica de Taiwan, pero ASML no le va a la zaga.
Cuando USA ha querido cortar el grifo a China ha presionado más de una vez a Países Bajos y a ASML para que no les venda equipos de fabricación.
Me quedo loquísimo con el vídeo pero más aún con lo que decís de los tamaños. Joder. Y entonces, si a tamaños tan pequeños aparecen efectos cuánticos que se saltan los aislantes, ¿qué propone la ciencia? Leí no se donde que la electrónica actual se aprovechaba de la física cuántica, pero ahora os leo y parece que es al revés jaja.
