WEBVTT

00:00:01.246 --> 00:00:04.830
Las computadoras solían ser 
tan grandes como una habitación.

00:00:04.854 --> 00:00:06.446
Pero ahora caben en tu bolsillo,

00:00:06.470 --> 00:00:07.641
en tu muñeca

00:00:07.665 --> 00:00:10.984
e incluso puede ser implantadas
dentro de tu cuerpo.

00:00:11.008 --> 00:00:12.289
Es genial.

00:00:12.809 --> 00:00:17.146
Y esto ha sido posible por 
la miniaturización de los transistores,

00:00:17.170 --> 00:00:19.662
que son los diminutos 
interruptores en los circuitos

00:00:19.686 --> 00:00:21.602
en el corazón de nuestras computadoras.

00:00:22.051 --> 00:00:25.223
Y se ha logrado a través 
de décadas de desarrollo

00:00:25.247 --> 00:00:28.045
y avances en ciencia e ingeniería

00:00:28.069 --> 00:00:30.741
y de miles de millones 
de dólares de inversión.

00:00:31.352 --> 00:00:34.100
Pero nos ha dado grandes 
cantidades de computación,

00:00:34.124 --> 00:00:35.929
enormes cantidades de memoria

00:00:35.953 --> 00:00:40.895
y la revolución digital que todos 
experimentamos y disfrutamos hoy.

00:00:41.665 --> 00:00:44.433
Pero la mala noticia es

00:00:44.457 --> 00:00:47.589
que estamos a punto de llegar 
a un bloqueo digital, a medida que

00:00:47.613 --> 00:00:51.963
la velocidad de miniaturización de
los transistores se está desacelerando.

00:00:52.471 --> 00:00:55.345
Y esto está sucediendo 
exactamente al mismo tiempo.

00:00:55.369 --> 00:00:59.367
que nuestra innovación en software 
continúa sin tregua

00:00:59.391 --> 00:01:03.151
con inteligencia artificial y macrodatos.

00:01:03.175 --> 00:01:08.215
Nuestros dispositivos hacen reconocimiento
facial o aumentan nuestra realidad.

00:01:08.239 --> 00:01:12.464
o incluso conducen autos por 
nuestras traicioneras carreteras caóticas.

00:01:12.959 --> 00:01:14.166
Es asombroso.

00:01:14.618 --> 00:01:19.285
Pero si seguimos 
con el apetito por nuestro software,

00:01:19.309 --> 00:01:23.096
podríamos llegar a un punto 
en el desarrollo de nuestra tecnología,

00:01:23.120 --> 00:01:26.794
en que las cosas que podríamos hacer 
con el software podrían, de hecho,

00:01:26.814 --> 00:01:28.625
verse limitadas por nuestro hardware.

00:01:29.075 --> 00:01:33.583
Todos hemos experimentado la frustración
de un viejo teléfono o tableta

00:01:33.607 --> 00:01:36.771
que trabaja lentamente hasta 
detenerse con el tiempo bajo el peso

00:01:36.795 --> 00:01:40.770
cada vez mayor de las actualizaciones 
de software y las nuevas características.

00:01:40.794 --> 00:01:44.177
Y funcionaban bien cuando los compramos 
no hace mucho tiempo.

00:01:44.201 --> 00:01:46.305
Pero los hambrientos
ingenieros de software

00:01:46.365 --> 00:01:49.951
se han comido toda la capacidad 
del hardware a través del tiempo.

00:01:51.883 --> 00:01:55.495
La industria de los semiconductores 
es muy consciente de esto.

00:01:55.519 --> 00:01:59.403
y está trabajando 
en todo tipo de soluciones creativas,

00:01:59.427 --> 00:02:03.738
como ir más allá de los transistores 
a la computación cuántica

00:02:03.762 --> 00:02:07.974
o incluso trabajar con transistores 
en arquitecturas alternativas.

00:02:07.998 --> 00:02:09.601
tales como redes neuronales

00:02:09.625 --> 00:02:12.638
para hacer circuitos 
más robustos y eficientes.

00:02:13.270 --> 00:02:16.609
Pero estos enfoques 
tomarán bastante tiempo,

00:02:16.633 --> 00:02:21.260
y realmente estamos buscando una solución 
mucho más inmediata a este problema.

00:02:22.899 --> 00:02:27.681
La razón por la que la velocidad de 
miniaturización de transistores se está

00:02:27.705 --> 00:02:32.391
desacelerando se debe a la complejidad 
cada vez mayor del proceso de fabricación.

00:02:33.142 --> 00:02:36.392
El transistor solía ser 
un dispositivo grande y voluminoso,

00:02:36.416 --> 00:02:39.725
hasta la invención del circuito integrado

00:02:39.749 --> 00:02:42.440
basado en obleas 
de silicio cristalino puro.

00:02:42.946 --> 00:02:45.725
Y después de 50 años 
de continuo desarrollo,

00:02:45.749 --> 00:02:49.122
ahora podemos lograr dimensiones 
de características de transistores

00:02:49.146 --> 00:02:51.675
de hasta 10 nanómetros.

00:02:52.361 --> 00:02:54.798
Pueden caber más de 
mil millones de transistores.

00:02:54.822 --> 00:02:57.785
en un solo milímetro cuadrado de silicio.

00:02:58.273 --> 00:03:00.295
Para poner esto en perspectiva,

00:03:00.319 --> 00:03:04.145
un cabello humano tiene 
100 micras de ancho.

00:03:04.169 --> 00:03:06.688
Un glóbulo rojo, 
que es esencialmente invisible,

00:03:06.712 --> 00:03:08.311
tiene 8 micras de ancho,

00:03:08.335 --> 00:03:11.735
y se pueden poner 12 a lo ancho 
de un cabello humano.

00:03:12.467 --> 00:03:15.567
Pero un transistor, en comparación, 
es mucho más pequeño,

00:03:15.591 --> 00:03:19.439
una pequeña fracción 
de una micra de ancho.

00:03:19.463 --> 00:03:23.009
Se podrían poner más de 260 transistores

00:03:23.033 --> 00:03:25.011
a través de un solo glóbulo rojo

00:03:25.035 --> 00:03:29.499
o más de 3000 a lo ancho 
de un cabello humano.

00:03:29.523 --> 00:03:33.847
Realmente es increíble la nanotecnología 
en tu bolsillo ahora mismo.

00:03:35.204 --> 00:03:37.392
Y además del beneficio obvio

00:03:37.416 --> 00:03:41.250
de poder poner más, transistores 
más pequeños en un chip,

00:03:41.984 --> 00:03:45.476
los transistores más pequeños 
son interruptores más rápidos,

00:03:46.166 --> 00:03:50.567
Y los transistores más pequeños también 
son interruptores más eficientes.

00:03:50.591 --> 00:03:53.068
Así que esta combinación nos ha dado

00:03:53.092 --> 00:03:57.391
un menor costo, un mayor rendimiento 
y una mayor eficiencia electrónica

00:03:57.415 --> 00:03:59.478
de las que que todos disfrutamos hoy.

00:04:02.415 --> 00:04:05.179
Para fabricar estos circuitos integrados,

00:04:05.203 --> 00:04:08.411
los transistores se 
construyen capa por capa,

00:04:08.435 --> 00:04:10.788
sobre una oblea 
de silicio cristalino puro.

00:04:11.332 --> 00:04:13.560
En un sentido simplificado,

00:04:13.584 --> 00:04:17.865
se proyecta cada pequeña 
característica del circuito

00:04:17.889 --> 00:04:20.221
en la superficie de la oblea de silicio

00:04:20.245 --> 00:04:23.924
y se graba en un material 
sensible a la luz

00:04:23.948 --> 00:04:26.887
y luego grabado a través 
del material sensible a la luz

00:04:26.911 --> 00:04:29.932
se deja el patrón 
en las capas subyacentes.

00:04:30.612 --> 00:04:34.696
Este proceso ha sido mejorado 
dramáticamente con los años.

00:04:34.720 --> 00:04:37.493
para dar el rendimiento de 
la electrónica que tenemos hoy.

00:04:38.279 --> 00:04:41.281
Pero a medida el transistor 
se hace cada vez más pequeño,

00:04:41.311 --> 00:04:44.782
estamos realmente acercándonos 
a las limitaciones físicas.

00:04:44.806 --> 00:04:46.689
de esta técnica de fabricación.

00:04:48.515 --> 00:04:51.620
Los últimos sistemas 
para hacer este patrón.

00:04:51.644 --> 00:04:53.947
se han vuelto tan complejos

00:04:53.971 --> 00:04:58.701
que, según informes, cuestan 
más de USD 100 millones cada uno.

00:04:58.725 --> 00:05:03.012
Y las fábricas de semiconductores tienen 
docenas de estas máquinas.

00:05:03.036 --> 00:05:07.462
La gente está cuestionando seriamente: 
¿es este enfoque viable a largo plazo?

00:05:08.441 --> 00:05:12.121
Pero creemos que podemos 
hacer este chip de fabricación.

00:05:12.145 --> 00:05:16.168
de una forma totalmente diferente 
y mucho más rentable

00:05:16.966 --> 00:05:20.939
usando ingeniería molecular 
e imitando la naturaleza

00:05:20.963 --> 00:05:24.576
abajo en las dimensiones a 
nanoescala de nuestros transistores.

00:05:25.267 --> 00:05:29.928
Como dije, la fabricación usual toma
cada característica pequeña del circuito

00:05:29.952 --> 00:05:32.076
y la proyecta sobre el silicio.

00:05:32.818 --> 00:05:35.852
Pero si nos fijamos en la estructura
de un circuito integrado,

00:05:35.872 --> 00:05:37.560
el conjunto de transistores,

00:05:37.584 --> 00:05:41.213
muchas de las características 
se repiten millones de veces.

00:05:41.237 --> 00:05:43.845
Es una estructura altamente periódica.

00:05:44.331 --> 00:05:47.399
Por eso queremos 
aprovechar esta periodicidad

00:05:47.423 --> 00:05:50.120
en nuestra técnica 
de fabricación alternativa.

00:05:50.144 --> 00:05:53.579
Queremos utilizar 
materiales de autoensamblaje

00:05:53.603 --> 00:05:56.580
para formar naturalmente 
las estructuras periódicas

00:05:56.604 --> 00:05:58.987
que necesitamos 
para nuestros transistores.

00:06:00.052 --> 00:06:02.194
Hacemos esto con los materiales,

00:06:02.218 --> 00:06:05.655
entonces los materiales hacen 
el trabajo duro del patrón fino,

00:06:05.679 --> 00:06:10.538
en lugar de llevar la tecnología 
de proyección a sus límites y más allá.

00:06:11.909 --> 00:06:15.808
El autoensamblaje se ve en la 
naturaleza en muchos lugares diferentes,

00:06:15.832 --> 00:06:19.242
de las membranas lipídicas 
a las estructuras celulares.

00:06:19.266 --> 00:06:22.321
así que sabemos que puede 
ser una solución robusta.

00:06:22.345 --> 00:06:26.286
Si es lo suficientemente bueno para la 
naturaleza, debería serlo para nosotros.

00:06:26.549 --> 00:06:31.349
Queremos aprovechar este autoensamblaje 
robusto que se da naturalmente

00:06:31.373 --> 00:06:35.338
y usarlo para la fabricación de 
nuestra tecnología de semiconductores.

00:06:36.929 --> 00:06:39.544
Un tipo de material de autoensamblaje

00:06:40.388 --> 00:06:42.635
--se llama un copolímero de bloque--

00:06:42.659 --> 00:06:47.442
consiste en 2 cadenas de polímero de solo 
pocas decenas de nanómetros de longitud.

00:06:47.466 --> 00:06:49.517
Pero estas cadenas se odian.

00:06:49.541 --> 00:06:51.025
Se repelen entre sí,

00:06:51.049 --> 00:06:54.946
tanto como el aceite y el agua 
o mi hijo adolescente y mi hija.

00:06:54.970 --> 00:06:56.327
(Risas)

00:06:56.351 --> 00:06:59.125
Pero los unimos cruelmente,

00:06:59.149 --> 00:07:01.844
creando una frustración 
incorporada en el sistema,

00:07:01.868 --> 00:07:04.074
ya que tratan de separarse unos de otros.

00:07:04.716 --> 00:07:08.001
Y en el material a granel, 
hay miles de millones de estos,

00:07:08.025 --> 00:07:11.246
y los componentes similares 
tratan de permanecer juntos,

00:07:11.266 --> 00:07:14.179
y los componentes opuestos tratan
de separarse unos de otros

00:07:14.213 --> 00:07:15.338
al mismo tiempo.

00:07:15.362 --> 00:07:19.116
Esto tiene una frustración incorporada, 
una tensión en el sistema.

00:07:19.140 --> 00:07:23.449
Así que se mueve, se retuerce 
hasta que se crea una forma.

00:07:24.209 --> 00:07:28.257
Y la forma natural autoensamblada que 
se forma es a nanoescala,

00:07:28.281 --> 00:07:32.008
regular, periódica y de largo alcance,

00:07:32.032 --> 00:07:35.890
que es exactamente lo que necesitamos 
para nuestros conjuntos de transistores.

00:07:37.347 --> 00:07:39.878
Así que podemos usar 
la ingeniería molecular

00:07:39.902 --> 00:07:42.966
para diseñar diferentes formas 
de diferentes tamaños.

00:07:42.990 --> 00:07:45.053
y de diferentes periodicidades.

00:07:45.077 --> 00:07:47.808
Así, por ejemplo, si tomamos 
una molécula simétrica,

00:07:47.832 --> 00:07:50.907
donde las dos cadenas de polímero 
sean de longitud similar,

00:07:50.931 --> 00:07:53.602
la estructura natural 
autoensamblada que se forma

00:07:53.626 --> 00:07:56.555
es una línea larga y serpenteante,

00:07:56.579 --> 00:07:58.389
muy parecida a una huella digital.

00:07:58.951 --> 00:08:01.273
Y el ancho de las líneas 
de huellas dactilares

00:08:01.297 --> 00:08:03.307
y la distancia entre ellas

00:08:03.331 --> 00:08:07.242
está determinada por las longitudes 
de nuestras cadenas de polímero,

00:08:07.266 --> 00:08:10.560
pero también por el nivel de frustración 
incorporado en el sistema.

00:08:11.320 --> 00:08:13.878
Y hasta podemos crear 
estructuras más elaboradas

00:08:15.487 --> 00:08:17.926
si usamos moléculas asimétricas,

00:08:18.839 --> 00:08:22.924
en las que una cadena de polímero es 
significativamente más corta que la otra.

00:08:23.749 --> 00:08:26.459
Y la estructura autoensamblada 
que se forma en este caso

00:08:26.483 --> 00:08:30.283
es con las cadenas más cortas formando 
una bola apretada en el medio,

00:08:30.307 --> 00:08:34.148
rodeado por las cadenas de 
polímeros más largas y opuestas,

00:08:34.172 --> 00:08:36.220
formando un cilindro natural.

00:08:37.089 --> 00:08:39.164
El tamaño de este cilindro

00:08:39.188 --> 00:08:42.602
y la distancia entre los cilindros, 
la periodicidad,

00:08:42.626 --> 00:08:46.221
se determina de nuevo por cuánto tiempo 
hacemos las cadenas de polímero.

00:08:46.245 --> 00:08:48.983
y el nivel de frustración incorporado.

00:08:49.896 --> 00:08:53.774
Así que en otras palabras, 
estamos usando ingeniería molecular

00:08:53.798 --> 00:08:56.623
para autoensamblar 
estructuras a nanoescala

00:08:56.647 --> 00:09:01.557
que pueden ser líneas o cilindros del 
tamaño y periodicidad de nuestro diseño.

00:09:02.369 --> 00:09:06.686
Estamos usando química, 
ingeniería química, para fabricar

00:09:06.746 --> 00:09:10.479
las características a nanoescala que 
necesitamos para nuestros transistores.

00:09:13.611 --> 00:09:17.660
Pero la capacidad de 
autoensamblar estas estructuras

00:09:17.684 --> 00:09:20.121
solo nos lleva a la mitad del camino.

00:09:20.145 --> 00:09:22.954
Porque todavía necesitamos 
posicionar estas estructuras

00:09:22.978 --> 00:09:26.528
donde queremos los transistores 
en el circuito integrado.

00:09:27.246 --> 00:09:29.984
Pero podemos hacerlo 
con relativa facilidad

00:09:30.008 --> 00:09:36.985
utilizando estructuras de guía anchas que 
sujetan las estructuras autoensambladas,

00:09:37.009 --> 00:09:38.930
anclando en su lugar

00:09:38.954 --> 00:09:41.801
y obligando al resto de las 
estructuras autoensambladas.

00:09:41.825 --> 00:09:43.175
a estar en paralelo,

00:09:43.199 --> 00:09:45.599
alineadas con nuestra estructura de guía.

00:09:46.510 --> 00:09:51.149
Por ejemplo, si queremos hacer 
una línea fina de 40 nanómetros,

00:09:51.173 --> 00:09:55.311
que es muy difícil de fabricar con 
tecnología de proyección convencional,

00:09:56.274 --> 00:10:01.059
podemos fabricar una estructura 
de guía de 120 nanómetros.

00:10:01.083 --> 00:10:03.587
con tecnología de proyección normal,

00:10:03.611 --> 00:10:10.202
y esta estructura alineará tres de las 
líneas de 40 nanómetros en medio.

00:10:10.226 --> 00:10:14.995
Así que los materiales están haciendo 
el patrón fino más difícil.

00:10:15.790 --> 00:10:19.697
Y a todo este enfoque lo llamamos 
"autoensamblaje dirigido".

00:10:21.586 --> 00:10:24.340
El reto con autoensamblaje dirigido.

00:10:24.364 --> 00:10:29.500
es que todo el sistema necesita alinearse 
casi perfectamente, porque cualquier

00:10:29.530 --> 00:10:34.145
pequeño defecto en la estructura 
podría causar una falla del transistor.

00:10:34.169 --> 00:10:37.298
Y como hay miles de millones de
transistores en nuestro circuito,

00:10:37.328 --> 00:10:40.390
necesitamos un sistema 
casi molecularmente perfecto.

00:10:40.977 --> 00:10:42.982
Pero vamos a medidas extraordinarias.

00:10:43.006 --> 00:10:44.173
para lograr esto,

00:10:44.197 --> 00:10:47.189
de la limpieza de nuestra química

00:10:47.213 --> 00:10:49.539
al cuidadoso procesamiento 
de estos materiales

00:10:49.563 --> 00:10:51.134
en la fábrica de semiconductores

00:10:51.158 --> 00:10:55.730
para eliminar incluso los defectos 
nanoscópicos más pequeños.

00:10:57.311 --> 00:11:02.501
El autoensamblaje dirigido es una 
nueva tecnología disruptiva emocionante,

00:11:02.525 --> 00:11:05.094
pero todavía está en 
la etapa de desarrollo.

00:11:05.680 --> 00:11:09.541
Pero estamos creciendo en confianza 
de que podríamos, de hecho, introducirlo

00:11:09.565 --> 00:11:11.252
a la industria de semiconductores

00:11:11.276 --> 00:11:14.233
como un nuevo proceso 
de fabricación revolucionario

00:11:14.257 --> 00:11:16.324
en los próximos años.

00:11:17.014 --> 00:11:20.048
Y si podemos hacer esto, si tenemos éxito,

00:11:20.072 --> 00:11:21.603
podremos continuar

00:11:21.627 --> 00:11:24.885
con la miniaturización 
rentable de transistores,

00:11:24.909 --> 00:11:28.662
continuar con la espectacular 
expansión de la informática

00:11:28.686 --> 00:11:30.568
y la revolución digital.

00:11:30.592 --> 00:11:34.137
Y lo que es más, esto podría ser 
incluso el comienzo de una nueva era

00:11:34.161 --> 00:11:36.392
de fabricación molecular.

00:11:36.416 --> 00:11:37.947
Es genial.

00:11:38.519 --> 00:11:39.677
Gracias.

00:11:39.701 --> 00:11:43.910
(Aplausos)