1
00:00:01,246 --> 00:00:04,830
Las computadoras solían ser 
tan grandes como una habitación.

2
00:00:04,854 --> 00:00:06,446
Pero ahora caben en tu bolsillo,

3
00:00:06,470 --> 00:00:07,641
en tu muñeca

4
00:00:07,665 --> 00:00:10,984
e incluso puede ser implantadas
dentro de tu cuerpo.

5
00:00:11,008 --> 00:00:12,289
Es genial.

6
00:00:12,809 --> 00:00:17,146
Y esto ha sido posible por 
la miniaturización de los transistores,

7
00:00:17,170 --> 00:00:19,662
que son los diminutos 
interruptores en los circuitos

8
00:00:19,686 --> 00:00:21,602
en el corazón de nuestras computadoras.

9
00:00:22,051 --> 00:00:25,223
Y se ha logrado a través 
de décadas de desarrollo

10
00:00:25,247 --> 00:00:28,045
y avances en ciencia e ingeniería

11
00:00:28,069 --> 00:00:30,741
y de miles de millones 
de dólares de inversión.

12
00:00:31,352 --> 00:00:34,100
Pero nos ha dado grandes 
cantidades de computación,

13
00:00:34,124 --> 00:00:35,929
enormes cantidades de memoria

14
00:00:35,953 --> 00:00:40,895
y la revolución digital que todos 
experimentamos y disfrutamos hoy.

15
00:00:41,665 --> 00:00:44,433
Pero la mala noticia es

16
00:00:44,457 --> 00:00:47,589
que estamos a punto de llegar 
a un bloqueo digital, a medida que

17
00:00:47,613 --> 00:00:51,963
la velocidad de miniaturización de
los transistores se está desacelerando.

18
00:00:52,471 --> 00:00:55,345
Y esto está sucediendo 
exactamente al mismo tiempo.

19
00:00:55,369 --> 00:00:59,367
que nuestra innovación en software 
continúa sin tregua

20
00:00:59,391 --> 00:01:03,151
con inteligencia artificial y macrodatos.

21
00:01:03,175 --> 00:01:08,215
Nuestros dispositivos hacen reconocimiento
facial o aumentan nuestra realidad.

22
00:01:08,239 --> 00:01:12,464
o incluso conducen autos por 
nuestras traicioneras carreteras caóticas.

23
00:01:12,959 --> 00:01:14,166
Es asombroso.

24
00:01:14,618 --> 00:01:19,285
Pero si seguimos 
con el apetito por nuestro software,

25
00:01:19,309 --> 00:01:23,096
podríamos llegar a un punto 
en el desarrollo de nuestra tecnología,

26
00:01:23,120 --> 00:01:26,794
en que las cosas que podríamos hacer 
con el software podrían, de hecho,

27
00:01:26,814 --> 00:01:28,625
verse limitadas por nuestro hardware.

28
00:01:29,075 --> 00:01:33,583
Todos hemos experimentado la frustración
de un viejo teléfono o tableta

29
00:01:33,607 --> 00:01:36,771
que trabaja lentamente hasta 
detenerse con el tiempo bajo el peso

30
00:01:36,795 --> 00:01:40,770
cada vez mayor de las actualizaciones 
de software y las nuevas características.

31
00:01:40,794 --> 00:01:44,177
Y funcionaban bien cuando los compramos 
no hace mucho tiempo.

32
00:01:44,201 --> 00:01:46,305
Pero los hambrientos
ingenieros de software

33
00:01:46,365 --> 00:01:49,951
se han comido toda la capacidad 
del hardware a través del tiempo.

34
00:01:51,883 --> 00:01:55,495
La industria de los semiconductores 
es muy consciente de esto.

35
00:01:55,519 --> 00:01:59,403
y está trabajando 
en todo tipo de soluciones creativas,

36
00:01:59,427 --> 00:02:03,738
como ir más allá de los transistores 
a la computación cuántica

37
00:02:03,762 --> 00:02:07,974
o incluso trabajar con transistores 
en arquitecturas alternativas.

38
00:02:07,998 --> 00:02:09,601
tales como redes neuronales

39
00:02:09,625 --> 00:02:12,638
para hacer circuitos 
más robustos y eficientes.

40
00:02:13,270 --> 00:02:16,609
Pero estos enfoques 
tomarán bastante tiempo,

41
00:02:16,633 --> 00:02:21,260
y realmente estamos buscando una solución 
mucho más inmediata a este problema.

42
00:02:22,899 --> 00:02:27,681
La razón por la que la velocidad de 
miniaturización de transistores se está

43
00:02:27,705 --> 00:02:32,391
desacelerando se debe a la complejidad 
cada vez mayor del proceso de fabricación.

44
00:02:33,142 --> 00:02:36,392
El transistor solía ser 
un dispositivo grande y voluminoso,

45
00:02:36,416 --> 00:02:39,725
hasta la invención del circuito integrado

46
00:02:39,749 --> 00:02:42,440
basado en obleas 
de silicio cristalino puro.

47
00:02:42,946 --> 00:02:45,725
Y después de 50 años 
de continuo desarrollo,

48
00:02:45,749 --> 00:02:49,122
ahora podemos lograr dimensiones 
de características de transistores

49
00:02:49,146 --> 00:02:51,675
de hasta 10 nanómetros.

50
00:02:52,361 --> 00:02:54,798
Pueden caber más de 
mil millones de transistores.

51
00:02:54,822 --> 00:02:57,785
en un solo milímetro cuadrado de silicio.

52
00:02:58,273 --> 00:03:00,295
Para poner esto en perspectiva,

53
00:03:00,319 --> 00:03:04,145
un cabello humano tiene 
100 micras de ancho.

54
00:03:04,169 --> 00:03:06,688
Un glóbulo rojo, 
que es esencialmente invisible,

55
00:03:06,712 --> 00:03:08,311
tiene 8 micras de ancho,

56
00:03:08,335 --> 00:03:11,735
y se pueden poner 12 a lo ancho 
de un cabello humano.

57
00:03:12,467 --> 00:03:15,567
Pero un transistor, en comparación, 
es mucho más pequeño,

58
00:03:15,591 --> 00:03:19,439
una pequeña fracción 
de una micra de ancho.

59
00:03:19,463 --> 00:03:23,009
Se podrían poner más de 260 transistores

60
00:03:23,033 --> 00:03:25,011
a través de un solo glóbulo rojo

61
00:03:25,035 --> 00:03:29,499
o más de 3000 a lo ancho 
de un cabello humano.

62
00:03:29,523 --> 00:03:33,847
Realmente es increíble la nanotecnología 
en tu bolsillo ahora mismo.

63
00:03:35,204 --> 00:03:37,392
Y además del beneficio obvio

64
00:03:37,416 --> 00:03:41,250
de poder poner más, transistores 
más pequeños en un chip,

65
00:03:41,984 --> 00:03:45,476
los transistores más pequeños 
son interruptores más rápidos,

66
00:03:46,166 --> 00:03:50,567
Y los transistores más pequeños también 
son interruptores más eficientes.

67
00:03:50,591 --> 00:03:53,068
Así que esta combinación nos ha dado

68
00:03:53,092 --> 00:03:57,391
un menor costo, un mayor rendimiento 
y una mayor eficiencia electrónica

69
00:03:57,415 --> 00:03:59,478
de las que que todos disfrutamos hoy.

70
00:04:02,415 --> 00:04:05,179
Para fabricar estos circuitos integrados,

71
00:04:05,203 --> 00:04:08,411
los transistores se 
construyen capa por capa,

72
00:04:08,435 --> 00:04:10,788
sobre una oblea 
de silicio cristalino puro.

73
00:04:11,332 --> 00:04:13,560
En un sentido simplificado,

74
00:04:13,584 --> 00:04:17,865
se proyecta cada pequeña 
característica del circuito

75
00:04:17,889 --> 00:04:20,221
en la superficie de la oblea de silicio

76
00:04:20,245 --> 00:04:23,924
y se graba en un material 
sensible a la luz

77
00:04:23,948 --> 00:04:26,887
y luego grabado a través 
del material sensible a la luz

78
00:04:26,911 --> 00:04:29,932
se deja el patrón 
en las capas subyacentes.

79
00:04:30,612 --> 00:04:34,696
Este proceso ha sido mejorado 
dramáticamente con los años.

80
00:04:34,720 --> 00:04:37,493
para dar el rendimiento de 
la electrónica que tenemos hoy.

81
00:04:38,279 --> 00:04:41,281
Pero a medida el transistor 
se hace cada vez más pequeño,

82
00:04:41,311 --> 00:04:44,782
estamos realmente acercándonos 
a las limitaciones físicas.

83
00:04:44,806 --> 00:04:46,689
de esta técnica de fabricación.

84
00:04:48,515 --> 00:04:51,620
Los últimos sistemas 
para hacer este patrón.

85
00:04:51,644 --> 00:04:53,947
se han vuelto tan complejos

86
00:04:53,971 --> 00:04:58,701
que, según informes, cuestan 
más de USD 100 millones cada uno.

87
00:04:58,725 --> 00:05:03,012
Y las fábricas de semiconductores tienen 
docenas de estas máquinas.

88
00:05:03,036 --> 00:05:07,462
La gente está cuestionando seriamente: 
¿es este enfoque viable a largo plazo?

89
00:05:08,441 --> 00:05:12,121
Pero creemos que podemos 
hacer este chip de fabricación.

90
00:05:12,145 --> 00:05:16,168
de una forma totalmente diferente 
y mucho más rentable

91
00:05:16,966 --> 00:05:20,939
usando ingeniería molecular 
e imitando la naturaleza

92
00:05:20,963 --> 00:05:24,576
abajo en las dimensiones a 
nanoescala de nuestros transistores.

93
00:05:25,267 --> 00:05:29,928
Como dije, la fabricación usual toma
cada característica pequeña del circuito

94
00:05:29,952 --> 00:05:32,076
y la proyecta sobre el silicio.

95
00:05:32,818 --> 00:05:35,852
Pero si nos fijamos en la estructura
de un circuito integrado,

96
00:05:35,872 --> 00:05:37,560
el conjunto de transistores,

97
00:05:37,584 --> 00:05:41,213
muchas de las características 
se repiten millones de veces.

98
00:05:41,237 --> 00:05:43,845
Es una estructura altamente periódica.

99
00:05:44,331 --> 00:05:47,399
Por eso queremos 
aprovechar esta periodicidad

100
00:05:47,423 --> 00:05:50,120
en nuestra técnica 
de fabricación alternativa.

101
00:05:50,144 --> 00:05:53,579
Queremos utilizar 
materiales de autoensamblaje

102
00:05:53,603 --> 00:05:56,580
para formar naturalmente 
las estructuras periódicas

103
00:05:56,604 --> 00:05:58,987
que necesitamos 
para nuestros transistores.

104
00:06:00,052 --> 00:06:02,194
Hacemos esto con los materiales,

105
00:06:02,218 --> 00:06:05,655
entonces los materiales hacen 
el trabajo duro del patrón fino,

106
00:06:05,679 --> 00:06:10,538
en lugar de llevar la tecnología 
de proyección a sus límites y más allá.

107
00:06:11,909 --> 00:06:15,808
El autoensamblaje se ve en la 
naturaleza en muchos lugares diferentes,

108
00:06:15,832 --> 00:06:19,242
de las membranas lipídicas 
a las estructuras celulares.

109
00:06:19,266 --> 00:06:22,321
así que sabemos que puede 
ser una solución robusta.

110
00:06:22,345 --> 00:06:26,286
Si es lo suficientemente bueno para la 
naturaleza, debería serlo para nosotros.

111
00:06:26,549 --> 00:06:31,349
Queremos aprovechar este autoensamblaje 
robusto que se da naturalmente

112
00:06:31,373 --> 00:06:35,338
y usarlo para la fabricación de 
nuestra tecnología de semiconductores.

113
00:06:36,929 --> 00:06:39,544
Un tipo de material de autoensamblaje

114
00:06:40,388 --> 00:06:42,635
--se llama un copolímero de bloque--

115
00:06:42,659 --> 00:06:47,442
consiste en 2 cadenas de polímero de solo 
pocas decenas de nanómetros de longitud.

116
00:06:47,466 --> 00:06:49,517
Pero estas cadenas se odian.

117
00:06:49,541 --> 00:06:51,025
Se repelen entre sí,

118
00:06:51,049 --> 00:06:54,946
tanto como el aceite y el agua 
o mi hijo adolescente y mi hija.

119
00:06:54,970 --> 00:06:56,327
(Risas)

120
00:06:56,351 --> 00:06:59,125
Pero los unimos cruelmente,

121
00:06:59,149 --> 00:07:01,844
creando una frustración 
incorporada en el sistema,

122
00:07:01,868 --> 00:07:04,074
ya que tratan de separarse unos de otros.

123
00:07:04,716 --> 00:07:08,001
Y en el material a granel, 
hay miles de millones de estos,

124
00:07:08,025 --> 00:07:11,246
y los componentes similares 
tratan de permanecer juntos,

125
00:07:11,266 --> 00:07:14,179
y los componentes opuestos tratan
de separarse unos de otros

126
00:07:14,213 --> 00:07:15,338
al mismo tiempo.

127
00:07:15,362 --> 00:07:19,116
Esto tiene una frustración incorporada, 
una tensión en el sistema.

128
00:07:19,140 --> 00:07:23,449
Así que se mueve, se retuerce 
hasta que se crea una forma.

129
00:07:24,209 --> 00:07:28,257
Y la forma natural autoensamblada que 
se forma es a nanoescala,

130
00:07:28,281 --> 00:07:32,008
regular, periódica y de largo alcance,

131
00:07:32,032 --> 00:07:35,890
que es exactamente lo que necesitamos 
para nuestros conjuntos de transistores.

132
00:07:37,347 --> 00:07:39,878
Así que podemos usar 
la ingeniería molecular

133
00:07:39,902 --> 00:07:42,966
para diseñar diferentes formas 
de diferentes tamaños.

134
00:07:42,990 --> 00:07:45,053
y de diferentes periodicidades.

135
00:07:45,077 --> 00:07:47,808
Así, por ejemplo, si tomamos 
una molécula simétrica,

136
00:07:47,832 --> 00:07:50,907
donde las dos cadenas de polímero 
sean de longitud similar,

137
00:07:50,931 --> 00:07:53,602
la estructura natural 
autoensamblada que se forma

138
00:07:53,626 --> 00:07:56,555
es una línea larga y serpenteante,

139
00:07:56,579 --> 00:07:58,389
muy parecida a una huella digital.

140
00:07:58,951 --> 00:08:01,273
Y el ancho de las líneas 
de huellas dactilares

141
00:08:01,297 --> 00:08:03,307
y la distancia entre ellas

142
00:08:03,331 --> 00:08:07,242
está determinada por las longitudes 
de nuestras cadenas de polímero,

143
00:08:07,266 --> 00:08:10,560
pero también por el nivel de frustración 
incorporado en el sistema.

144
00:08:11,320 --> 00:08:13,878
Y hasta podemos crear 
estructuras más elaboradas

145
00:08:15,487 --> 00:08:17,926
si usamos moléculas asimétricas,

146
00:08:18,839 --> 00:08:22,924
en las que una cadena de polímero es 
significativamente más corta que la otra.

147
00:08:23,749 --> 00:08:26,459
Y la estructura autoensamblada 
que se forma en este caso

148
00:08:26,483 --> 00:08:30,283
es con las cadenas más cortas formando 
una bola apretada en el medio,

149
00:08:30,307 --> 00:08:34,148
rodeado por las cadenas de 
polímeros más largas y opuestas,

150
00:08:34,172 --> 00:08:36,220
formando un cilindro natural.

151
00:08:37,089 --> 00:08:39,164
El tamaño de este cilindro

152
00:08:39,188 --> 00:08:42,602
y la distancia entre los cilindros, 
la periodicidad,

153
00:08:42,626 --> 00:08:46,221
se determina de nuevo por cuánto tiempo 
hacemos las cadenas de polímero.

154
00:08:46,245 --> 00:08:48,983
y el nivel de frustración incorporado.

155
00:08:49,896 --> 00:08:53,774
Así que en otras palabras, 
estamos usando ingeniería molecular

156
00:08:53,798 --> 00:08:56,623
para autoensamblar 
estructuras a nanoescala

157
00:08:56,647 --> 00:09:01,557
que pueden ser líneas o cilindros del 
tamaño y periodicidad de nuestro diseño.

158
00:09:02,369 --> 00:09:06,686
Estamos usando química, 
ingeniería química, para fabricar

159
00:09:06,746 --> 00:09:10,479
las características a nanoescala que 
necesitamos para nuestros transistores.

160
00:09:13,611 --> 00:09:17,660
Pero la capacidad de 
autoensamblar estas estructuras

161
00:09:17,684 --> 00:09:20,121
solo nos lleva a la mitad del camino.

162
00:09:20,145 --> 00:09:22,954
Porque todavía necesitamos 
posicionar estas estructuras

163
00:09:22,978 --> 00:09:26,528
donde queremos los transistores 
en el circuito integrado.

164
00:09:27,246 --> 00:09:29,984
Pero podemos hacerlo 
con relativa facilidad

165
00:09:30,008 --> 00:09:36,985
utilizando estructuras de guía anchas que 
sujetan las estructuras autoensambladas,

166
00:09:37,009 --> 00:09:38,930
anclando en su lugar

167
00:09:38,954 --> 00:09:41,801
y obligando al resto de las 
estructuras autoensambladas.

168
00:09:41,825 --> 00:09:43,175
a estar en paralelo,

169
00:09:43,199 --> 00:09:45,599
alineadas con nuestra estructura de guía.

170
00:09:46,510 --> 00:09:51,149
Por ejemplo, si queremos hacer 
una línea fina de 40 nanómetros,

171
00:09:51,173 --> 00:09:55,311
que es muy difícil de fabricar con 
tecnología de proyección convencional,

172
00:09:56,274 --> 00:10:01,059
podemos fabricar una estructura 
de guía de 120 nanómetros.

173
00:10:01,083 --> 00:10:03,587
con tecnología de proyección normal,

174
00:10:03,611 --> 00:10:10,202
y esta estructura alineará tres de las 
líneas de 40 nanómetros en medio.

175
00:10:10,226 --> 00:10:14,995
Así que los materiales están haciendo 
el patrón fino más difícil.

176
00:10:15,790 --> 00:10:19,697
Y a todo este enfoque lo llamamos 
"autoensamblaje dirigido".

177
00:10:21,586 --> 00:10:24,340
El reto con autoensamblaje dirigido.

178
00:10:24,364 --> 00:10:29,500
es que todo el sistema necesita alinearse 
casi perfectamente, porque cualquier

179
00:10:29,530 --> 00:10:34,145
pequeño defecto en la estructura 
podría causar una falla del transistor.

180
00:10:34,169 --> 00:10:37,298
Y como hay miles de millones de
transistores en nuestro circuito,

181
00:10:37,328 --> 00:10:40,390
necesitamos un sistema 
casi molecularmente perfecto.

182
00:10:40,977 --> 00:10:42,982
Pero vamos a medidas extraordinarias.

183
00:10:43,006 --> 00:10:44,173
para lograr esto,

184
00:10:44,197 --> 00:10:47,189
de la limpieza de nuestra química

185
00:10:47,213 --> 00:10:49,539
al cuidadoso procesamiento 
de estos materiales

186
00:10:49,563 --> 00:10:51,134
en la fábrica de semiconductores

187
00:10:51,158 --> 00:10:55,730
para eliminar incluso los defectos 
nanoscópicos más pequeños.

188
00:10:57,311 --> 00:11:02,501
El autoensamblaje dirigido es una 
nueva tecnología disruptiva emocionante,

189
00:11:02,525 --> 00:11:05,094
pero todavía está en 
la etapa de desarrollo.

190
00:11:05,680 --> 00:11:09,541
Pero estamos creciendo en confianza 
de que podríamos, de hecho, introducirlo

191
00:11:09,565 --> 00:11:11,252
a la industria de semiconductores

192
00:11:11,276 --> 00:11:14,233
como un nuevo proceso 
de fabricación revolucionario

193
00:11:14,257 --> 00:11:16,324
en los próximos años.

194
00:11:17,014 --> 00:11:20,048
Y si podemos hacer esto, si tenemos éxito,

195
00:11:20,072 --> 00:11:21,603
podremos continuar

196
00:11:21,627 --> 00:11:24,885
con la miniaturización 
rentable de transistores,

197
00:11:24,909 --> 00:11:28,662
continuar con la espectacular 
expansión de la informática

198
00:11:28,686 --> 00:11:30,568
y la revolución digital.

199
00:11:30,592 --> 00:11:34,137
Y lo que es más, esto podría ser 
incluso el comienzo de una nueva era

200
00:11:34,161 --> 00:11:36,392
de fabricación molecular.

201
00:11:36,416 --> 00:11:37,947
Es genial.

202
00:11:38,519 --> 00:11:39,677
Gracias.

203
00:11:39,701 --> 00:11:43,910
(Aplausos)