La electrónica molecular avanza de la mano de HP

La tecnología del siglo XXI ya no se trabaja en micrómetros o millonésimas de metro, sino a una escala mil veces más pequeña aún, es decir, en nanómetros, la medida de las moléculas y los átomos. Esta es la principal premisa de un campo de investigación que está creando una auténtica fascinación en todos los países desarrollados, la nanotecnología, que se trata, en definitiva de desarrollar dispositivos tecnológicos más pequeños a la par que más potentes. Precisamente para profundizar sobre este campo, la Facultad de Medicina de la Universidad de Santiago de Compostela ha acogido esta semana la conferencia internacional Trends in Nanotechnology 2002 (TNT2002), un evento organizado por la Universidad de Santiago de Compostela, la Universidad Autónoma de Madrid, el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), la Universidad Complutense de Madrid, la Universidad Carlos III de Madrid, la Universidad de Cambridge de Reino Unido, la Universidad de Pardue de EE.UU., la compañía española CMP-Científica y el consorcio estadounidense Semiconductor Research Corporation (SRC) y en la estuvieron presentes, para informar sobre sus proyectos en este campo las principales compañías e instituciones dedicadas a la nanotecnología del mundo.
Una de ellas fue la compañía HP, quien aprovechó el evento para dar a conocer sus últimos avances en electrónica molecular, una tecnología en la que trabaja a través de su grupo de investigación HP Labs,y que hizo público pocos días antes en Estocolmo durante la conmemoración del 175 aniversario del Real Instituto de Tecnología de Suecia a través de Stanley Williams, director del grupo Quantum Science Research (Investigación de Ciencia Cuántica) en HP Labs.

Superar los límites del silicio
Los avances de HP en este campo suponen superar los límites del silicio, la tecnología con la que se fabrican los procesadores actualmente pues, como asegura Williams, “su capacidad y rendimiento podrán ampliarse enormemente mediante la disposición de capas de dispositivos de conmutación molecular sobre silicio convencional, sin necesidad de realizar cambios complejos y costosos en la tecnología base”. La iniciativa del grupo de investigación de HP, que, según Williams, estará lista para su comercialización dentro de unos cinco años, consiste en la creación de “la memoria direccionable electrónicamente de más alta densidad hasta la fecha y cuyo funcionamiento se basa en que utiliza las moléculas como conmutadores electrónicos”. Como explica el investigador, mediante el proyecto el circuito de demostración del laboratorio, una memoria de 64 bits que utiliza conmutadores moleculares como dispositivos activos, cabía dentro de 1 micron de superficie (más de 1.000 de estos circuitos podrían caber en la punta de un solo filamento de un cabello humano), lo que conlleva que la densidad de bits del dispositivo es más de 10 veces mayor que los chips de memoria de silicio de hoy en día. En este proyecto se han combinado por primera vez, memoria y lógica utilizando dispositivos de conmutación molecular reescribibles y no volátiles.
Estos circuitos se han fabricado gracias a un avanzado sistema de fabricación que HP denomina “litografía nano-imprimible”, un método de impresión que permite que toda una oblea de circuitos se pueda grabar con rapidez y con menor coste económico, a partir de un master, y disponen de una arquitectura denominada “cross-bar” (barras cruzadas) que ha sido patentada por la compañía e incorpora conmutadores moleculares.
Las memorias creadas por el equipo de HP Labs son reescribibles sin ser volátiles, “de modo que preservan la información almacenada en ellas después de eliminada la tensión”, una capacidad que no tienen los chips DRAM de hoy en día. Por otra parte, durante el proceso, los investigadores pusieron lógica en el mismo circuito configurando uniones de switches moleculares para crear un demultiplexor (un circuito lógico que utiliza un reducido número de cables para direccionar una memoria y que es esencial para la fabricación de memorias prácticas). Según Williams, la demostración realizada por su equipo, es la primera en la que la lógica y la memoria moleculares pueden funcionar juntas en los mismos circuitos de escala nanométrica.
De momento EE.UU. ha concedido cuatro patentes a HP en relación con este trabajo pues “la regulación de las patentes en EE.UU. no es tan conservadora como la de la Unión Europea”.

Pasión por la nanotecnología
Según Williams, la nanotecnología está acaparando el interés de numerosas entidades y empresas de todo el mundo “las grandes compañías ya trabajan en este campo, donde existen muchos materiales que ya se comercializan, un ejemplo de ello es la misma General Motors. Yo espero que nuestro proyecto se pueda comercializar dentro de unos cinco años. Además las aplicaciones que tienen nuestras investigaciones en nanotecnología son múltiples, estas memorias se pueden instalar en múltiples dispositivos como móviles, PDAs, cámaras de fotos e incluso en las grabadores de voz que ustedes, los periodistas, utilizan”. Williams señala que las ventajas del uso de la nanotecnología son infinitas “todas las grandes compañías ya son conscientes de ello, Intel y Kodak son algunas de las que están trabajando en ello más fervientemente, además de las universidades, claro, de las que están surgiendo numerosas start ups. Eso sí, las compañías más pequeñas de momento lo tienen difícil pues no cuentan con los recursos económicos y los medios para investigar sobre estas tecnologías y se ven obligadas a absorber los proyectos de las grandes”.
Incluso los gobiernos son muy activos en el apoyo a esta tecnología. “El gasto mundial en nanotecnología a escala mundial en el año 2000 fue de 2.500 millones de dólares. EE. UU., Europa (especialmente Alemania, Reino Unido y Francia, aunque España también descata en este campo, gracias al esfuerzo de sus universidades) y China acaparan la mayoría de las investigaciones y los que destinan más recursos económicos para ello”.
Aunque el equipo de Williams centra, según él el 80% de sus esfuerzos en electrónica molecular, también trabaja en informática cuántica, “una ciencia muy útil en los campos de la criptografía y la seguridad, aunque mucho más futurista, por lo que le quedan aún diez años para que sus productos se empiecen a comercializar”.
Lo que está claro es que, como asegura el científico, “es muy necesario que se siga invirtiendo en investigación, aun en tiempos de crisis, pues el mercado continúa demandando nuevas tecnologías y productos”.

Sana competencia
Intel e IBM son los principales competidores de HP en el campo de la nanotecnología aunque esto no parece importar al investigador de HP “la competencia, al igual que los estándares, es buena, mejora el mercado. Además, aunque, lógicamente queremos ser líderes en el campo en el que trabajamos, no somos los únicos que nos dedicamos a ello”. Según Williams, “IBM cuenta con un gran equipo humano de investigación, sin embargo, sus grupos de científicos están más dispersos que nosotros, trabajan de forma más independiente, lo que es un error. Tanto ellos como nosotros estamos trabajando en una memoria de acceso aleatorio matemático, que llegará al mercado en breve”. Adem Asimismo, Intel es un gran competidor. De hecho, el gigante de los procesadores acaba de anunciar en su Foro de Desarrollo 2002, celebrado estos días en San José (California), que utilizará tecnologías de integración de silicio para llevar a cabo la convergencia de la informática y de las comunicaciones en la próxima década. En el marco de este foro, Pat Gelsinger, director de tecnología de Intel y Sunlin Chou, vicepresidente senior de la compañía aseguraron que extenderían la Ley de Moore en el futuro (procesadores con mayor capacidad y menor tamaño) mediante una avanzada investigación en nanotecnología de silicio. Los trabajos d