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En agosto, el fabricante de chips Intel reveló nuevos detalles sobre su plan para construir una “mega fábrica” en suelo estadounidense, una fábrica de $100 mil millones donde 10,000 trabajadores fabricarán una nueva generación de potentes procesadores con miles de millones de transistores. El mismo mes, Sam Zeloof, de 22 años, anunció su propio hito en semiconductores. Lo logró solo en el garaje de su familia en Nueva Jersey, a unas 30 millas de donde se fabricó el primer transistor en Bell Labs en 1947.
Con una colección de equipos recuperados y caseros, Zeloof produjo un chip con 1200 transistores. Había cortado obleas de silicio, las había modelado con diseños microscópicos utilizando luz ultravioleta y las había sumergido en ácido a mano, documentando el proceso. en Youtube y su blog. “Tal vez sea un exceso de confianza, pero tengo la mentalidad de que otro humano lo descubrió, así que yo también puedo, incluso si me lleva más tiempo”, dice.
El chip de Zeloof fue su segundo. Hizo el primero, mucho más pequeño, en el último año de secundaria en 2018; comenzó a fabricar transistores individuales un año antes. Sus chips van a la zaga de los de Intel por eones tecnológicos, pero Zeloof argumenta solo medio en broma que está progresando más rápido que la industria de los semiconductores en sus primeros días. Su segundo chip tiene 200 veces más transistores que el primero, una tasa de crecimiento que supera la ley de Moore, la regla empírica acuñada por un cofundador de Intel que dice que la cantidad de transistores en un chip se duplica aproximadamente cada dos años.
Zeloof ahora espera igualar la escala del innovador chip 4004 de Intel de 1971, el primer microprocesador comercial, que tenía 2300 transistores y se usaba en calculadoras y otras máquinas comerciales. En diciembre, comenzó a trabajar en un diseño de circuito provisional
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Afuera del garaje de Zeloof, la pandemia ha desencadenado una escasez mundial de semiconductores, lo que ha obstaculizado el suministro de productos de automóviles a consolas de juegos. Eso inspiró un nuevo interés de los formuladores de políticas en reconstruir la capacidad de EE.UU. para producir sus propios chips de computadora, después de décadas de deslocalización.
Los chips construidos en el garaje no están destinados a impulsar su PlayStation, pero Zeloof dice que su pasatiempo inusual lo ha convencido de que la sociedad se beneficiaría si la fabricación de chips fuera más accesible para los inventores sin presupuestos multimillonarios. “Esa barrera de entrada realmente alta te hará súper reacio al riesgo, y eso es malo para la innovación”, dice Zeloof.
Zeloof comenzó a hacer sus propios chips cuando estaba en el tercer año de la escuela secundaria, en 2016. Quedó impresionado con los videos de YouTube de la inventora y empresaria Jeri Ellsworth en los que ella hizo sus propios transistores del tamaño de un pulgar, en un proceso que incluyó plantillas recortadas de calcomanías de vinilo y una botella de quitamanchas de óxido. Zeloof se propuso replicar el proyecto de Ellsworth y dar lo que a él le pareció el siguiente paso lógico: pasar de los transistores solitarios a los circuitos integrados, un salto que históricamente tomó alrededor de una década. “Dio un salto cuántico más allá”, dice Ellsworth, ahora director ejecutivo de una startup de realidad aumentada llamada inclinación cinco. “Tiene un valor tremendo recordarle al mundo que estas industrias que parecen tan fuera de alcance comenzaron en un lugar más modesto, y usted mismo puede hacerlo”.
La fabricación de chips de computadora a veces se describe como el proceso de fabricación más difícil y preciso del mundo. Cuando Zeloof comenzó a escribir en su blog sobre sus objetivos para el proyecto, algunos expertos de la industria le enviaron un correo electrónico para decirle que era imposible. “Honestamente, la razón para hacerlo fue porque pensé que sería divertido”, dice. “Quería hacer una declaración de que debemos tener más cuidado cuando escuchamos que algo es imposible”.
La familia de Zeloof fue solidaria pero también cautelosa. Su padre le pidió a un ingeniero de semiconductores que conocía que le diera algunos consejos de seguridad. “Mi primera reacción fue que no podías hacerlo. Esto es un garaje”, dice Mark Rothman, quien ha pasado 40 años en ingeniería de chips y ahora trabaja en una empresa que fabrica tecnología para pantallas OLED. La reacción inicial de Rothman se suavizó cuando vio el progreso de Zeloof. “Ha hecho cosas que nunca hubiera pensado que la gente pudiera hacer”.
El proyecto de Zeloof implica tanto historia como ingeniería. La fabricación moderna de chips se lleva a cabo en instalaciones cuyos costosos sistemas HVAC eliminan todo rastro de polvo que pueda afectar su funcionamiento. miles de millones de dólares en maquinaria. Zeloof no podía igualar esas técnicas, por lo que leyó patentes y libros de texto de las décadas de 1960 y 1970, cuando los ingenieros de empresas pioneras como Fairchild Semiconductor fabricaban chips en bancos de trabajo ordinarios. “Describen métodos usando X-Acto cuchillas, cinta y algunos vasos de precipitados, no ‘Tenemos esta máquina de $10 millones del tamaño de una habitación’”, dice Zeloof.
Zeloof también tuvo que abastecer su laboratorio con equipos antiguos. En eBay y otros sitios de subastas, encontró un suministro listo de equipos de ganga de las décadas de 1970 y 1980 que alguna vez pertenecieron a compañías tecnológicas californianas que desde entonces cerraron. Gran parte del equipo requería arreglos, pero las máquinas viejas son más fáciles de manipular que la maquinaria de laboratorio moderna. Uno de los mejores hallazgos de Zeloof fue un microscopio electrónico roto que costó $250,000 a principios de los 90; lo compró por $1,000 y lo reparó. Lo usa para inspeccionar sus chips en busca de fallas, así como el nanoestructuras en alas de mariposa.