Viaje al interior de un microchip: Pedro Julián at TEDxBahiaBlanca

Summary

Este script presenta una charla de Richard Feynman, ganador del Premio Nobel de Física, sobre la posibilidad de manipular átomos para almacenar información y construir máquinas. Se describe el viaje en miniatura dentro de un microchip, desde su casquillo plástico hasta los transistores a un nivel de 3 nanómetros. Se ilustra cómo los transistores funcionan como interruptores para controlar el paso de electrones y cómo su número ha crecido exponencialmente desde la creación del primer computador digital ENIAC en 1946 hasta los procesadores modernos con 7.1 mil millones de transistores. Además, se mencionan aplicaciones futuras en la medicina y la biología, como audífonos electrónicos y chips que se conectan con células cerebrales, destacando la importancia de la ingeniería en el desarrollo de tecnología avanzada.

Takeaways

• 🧠 El discurso 'There is much more room at the back' de Richard Feynman sugiere que, en teoría, se podrían manipular átomos individuales para almacenar información y construir máquinas.
• 🌐 La miniaturización tecnológica ha permitido la creación de microchips que demuestran la posibilidad de Feynman, con la electrónica como principal evidencia de esto.
• 💡 El microcontrolador es una placa con un chip que contiene circuitos integrados, y al reducirse en tamaño, se observa la silicio puro que permite el movimiento de electrones.
• 🔍 Al reducirse aún más, se pueden ver los cables en el microchip, que pueden tener hasta 10 pisos y 10 km de longitud en un chip de 1 cm x 1 cm.
• 🔗 Los cables en los microchips están conectados de tal manera que cualquier punto puede comunicarse con cualquier otro, creando una red compleja.
• 📶 Los transistores, que se encuentran en el 'suelo' de los microchips, son como tubos que permiten el paso de electrones y tienen un interruptor para controlar su flujo.
• 🔬 Al reducirse a 3 nanómetros, se llega al tamaño de un transistor, que consta de solo 6 átomos de silicio, demostrando la escala a la que operan estos componentes.
• 👨‍🔧 Los transistores funcionan como interruptores que permiten o evitan el paso de corriente y tienen una memoria para recordar su estado.
• 📈 La Ley de Moore predijo que el número de transistores en un chip se duplicaría cada 1,5 años, lo que ha permitido una evolución rápida en la tecnología de microchips.
• 🚗 Una comparación ilustrativa muestra que si un automóvil de 1971 hubiera evolucionado al mismo ritmo que los microchips, sería increíblemente rápido y económico.
• 🏭 La fabricación de circuitos integrados es un esfuerzo tecnológico significativo que requiere inversiones de hasta 10 mil millones de dólares en fábricas.
• 🛠 La separación entre el diseño y la fabricación de circuitos integrados ha permitido una mayor eficiencia y reducción de costos en la producción de microchips.
• 🔬 Los microchips avanzados permiten aplicaciones más allá de las computadoras, incluyendo avances en prótesis auditivas, implantes de visión y sistemas neuroeléctricos.

Q & A

¿Quién es el orador principal en el video sobre un viaje dentro de un microchip?

El orador principal es Pedro Julián, quien da una charla sobre cómo los microchips funcionan y su evolución histórica.

¿Qué título tenía la charla de Richard Feynman que se menciona en el video?

El título de la charla de Richard Feynman era 'There is much more room at the back', donde habló sobre la posibilidad de manipular átomos para almacenar información y construir máquinas.

¿Qué es lo que se encuentra dentro de la cubierta plástica de un microcontrolador?

Dentro de la cubierta plástica de un microcontrolador se encuentra el chip real, que está hecho de silicio puro y permite que los electrones se muevan con casi ninguna dificultad.

¿Cuál es la escala de un silicio puro utilizado en los microchips?

El silicio puro utilizado en los microchips es tan fino que si nos reducimos 300 veces, nos convertiríamos en 30 micrómetros de altura, aproximadamente tres veces más delgado que un cabello humano.

¿Cuántas plantas o pisos pueden tener los chips modernos para llevar cables que transmiten señales?

Los chips modernos pueden tener hasta 10 diferentes pisos o plantas donde los cables transmiten señales de dentro del microchip.

¿Cuántos kilómetros de cable hay en un chip de 1 cm por 1 cm?

En un chip de 1 cm por 1 cm, se pueden encontrar hasta 10 km de cable.

¿Qué son los transistores y qué función desempeñan en un microchip?

Los transistores son dispositivos semiconductores que actúan como tuberías por las cuales los electrones pasan de un lado a otro, con un interruptor que permite controlar el paso de los electrones.

¿Cuál es la escala de un transistor moderno?

La escala de un transistor moderno es de 3 nanómetros, que es el tamaño de un transistor en los chips más avanzados.

¿Qué es Moore's Law y qué predice?

Moore's Law es una observación formulada por Gordon Moore que predice que el número de transistores en un chip se duplicará cada 1,5 años.

¿Cómo evolucionaron los procesadores desde el primer microprocesador en 1971 hasta el año 2013?

Desde el primer microprocesador en 1971, que tenía 2300 transistores, los procesadores han evolucionado para albergar cientos de millones de transistores en los años 80, millones de transistores en los años 90, decenas de millones en el 2000 y 7.1 mil millones de transistores en los procesadores más grandes existentes en 2013.

¿Cómo se compara la evolución de un coche popular de 1971 con la de un microprocesador si ambos hubieran evolucionado a la misma velocidad?

Si el coche Fiat 127 de 1971 hubiera evolucionado a la misma velocidad que el microprocesador, alcanzaría 885 km/h, podría llegar a la Luna en un segundo y medio, pesaría 60 miligramos y costaría 1 centavo.

¿Qué es un circuito integrado y por qué es costoso construir una fábrica para ellos?

Un circuito integrado es un chip que contiene una compleja red de transistores y conexiones. La construcción de una fábrica para estos circuitos es costosa porque cada año y medio el número de transistores se duplica, requiriendo la construcción de nuevas fábricas para producir chips más pequeños y avanzados.

¿Cómo se separan los procesos de diseño y fabricación en la creación de circuitos integrados?

El diseño se realiza por un ingeniero con una computadora, donde se dibujan los transistores y las conexiones metálicas, mientras que la fabricación se realiza en una fábrica física, donde se lleva a cabo todo el proceso de fabricación de estos chips.

¿En qué se puede utilizar la tecnología de microchips además de en computadoras?

Además de las computadoras, los microchips se pueden utilizar en una amplia gama de aplicaciones, como audífonos para personas con problemas de audición, chips de células foto敏sivas para pacientes con degeneración retiniana heredada y sistemas neuroeléctricos que combinan células cerebrales con transistores.

¿Qué logró un equipo de investigadores con un chip de 3 mm por 3 mm y 1500 células fotosensibles?

Un equipo de investigadores logró implantar un chip de 3 mm por 3 mm con 1500 células fotosensibles en pacientes con formas incurables de degeneración retiniana. Después de la cirugía, tres pacientes pudieron distinguir y leer letras, y cinco pacientes informaron que su calidad de vida mejoró significativamente.

¿Qué implica el sistema neuroeléctrico descrito en el video y cómo demuestra la combinación de células cerebrales con electrónica?

El sistema neuroeléctrico implica la conexión de células cerebrales con transistores, lo que permite la comunicación bidireccional entre ellas. Los investigadores del Instituto Max Planck de Bioquímica colocaron células cerebrales de un tipo de caracol en la superficie de un microchip, y estas células se conectaron entre sí y con los transistores, lo que permitió la lectura de señales y demuestra la posibilidad de integrar células cerebrales con tecnología electrónica.