El futuro de la tecnología: Más allá del silicio y hacia una innovación sostenible
Este año se conmemoró el 75 aniversario de la invención del transistor, galardonada con el Premio Nobel, un catalizador que desencadenó una transformación en la tecnología y cambió el mundo para siempre. Los avances que le siguieron han convertido los chips en un elemento central en el funcionamiento de nuestra sociedad. Tanto es así que la humanidad ahora se encuentra al borde de un importante punto de inflexión en la forma en que vivimos, aprendemos y trabajamos.
El planeta se enfrenta a una necesidad urgente de soluciones informáticas que sean eficientes en energía y escalables antes de que la huella de carbono de este crecimiento exponencial en cómputo y generación, almacenamiento y análisis de datos se vuelva insostenible. Si bien una vez más los chips son el corazón de esta transformación, ahora debemos superar el desafío de lo que sigue.
Las invenciones fundamentales, la escalabilidad y la comercialización de los avances más significativos en semiconductores ocurrieron aquí en los Estados Unidos. Sin embargo, otros países han liderado en la fabricación de esas invenciones y ahora producen más del 88 por ciento de los chips del mundo.
Los Estados Unidos deben recuperar su posición en la industria de la microelectrónica, pero una inversión solo en manufactura no es suficiente. Para superar verdaderamente a nuestros competidores internacionales y ser capaces de mantener la industria de chips semiconductores en constante crecimiento, debemos invertir en una infraestructura centrada en la innovación.
Como parte de la Ley de Autorización de Defensa Nacional para el año fiscal 2021, los Estados Unidos asignaron casi $53 mil millones durante cinco años para un programa de incentivos destinado a promover la fabricación, diseño e investigación de tecnología de semiconductores en el país. En 2022, se aprobó el CHIPS and Science Act con el objetivo de recuperar nuestra ventaja competitiva en la manufactura de chips. Esta inversión única en una generación de dólares de los contribuyentes tiene el potencial de posicionar a América como un verdadero líder en el descubrimiento, la innovación y la manufactura de semiconductores y tendrá un profundo impacto en la economía de los Estados Unidos, si se aprovecha de manera efectiva.
Hoy en día no existe un recurso nacional único para el diseño, fabricación y futura investigación de chips. La combinación adecuada de socios académicos, un amplio grupo de estudiantes de ingeniería e informática, laboratorios nacionales, espacio y tierra, un sólido conjunto de talento diverso y fuerza laboral que necesita ser reentrenada, y una cultura de «hacer el trabajo» son los ingredientes críticos necesarios para alimentar un renacimiento de la innovación en los Estados Unidos.
Este recurso nacional para la creación de prototipos de microelectrónica y semiconductores permitiría a las empresas probar nuevos diseños en las últimas tecnologías de silicio al coordinar el diseño, la fabricación, el empaquetado avanzado y las pruebas de nuevos conceptos que podrían ser prototipados rápidamente. Además, esta estructura permitiría a los investigadores y empresas con sede en Estados Unidos centrarse en las innovaciones necesarias para superar a nuestros competidores internacionales en la resolución de desafíos globales en el campo de la microelectrónica.
A medida que centramos nuestra atención en el futuro, no podemos ignorar las limitaciones del silicio. Los chips de silicio solo se pueden reducir hasta cierto punto antes de enfrentar límites de rendimiento y preocupaciones de confiabilidad. Para satisfacer las demandas de cómputo del futuro, debemos desarrollar tecnologías «más allá del silicio». Lo que venga a continuación deberá interactuar e integrarse con nuestros productos de silicio existentes, y las innovaciones en diseño y materiales serán la clave para establecer la superioridad en la fabricación de los dispositivos que impulsan la economía estadounidense.
La inversión en innovación y diseño también es esencial para abordar la necesidad del planeta de soluciones de cómputo escalables y eficientes en energía. Con el crecimiento explosivo de la complejidad en la IA generativa, la huella de carbono de los chips y los centros de datos asociados se volverá insostenible.
No solo es necesario reducir la huella de carbono de las tecnologías actuales, sino que también debemos priorizar la reducción de emisiones a medida que exploramos enfoques para ir más allá del silicio. Las soluciones a estos desafíos vendrán no solo de la descubrimiento e invención de nuevos materiales y técnicas de fabricación que produzcan menos carbono, sino también de iniciativas más amplias de energía limpia y sostenibilidad para utilizar fuentes alternativas de energía en plantas de fabricación, como el hidrógeno o reactores micro nucleares.
Por supuesto, no podemos pasar por alto el talento y la fuerza laboral necesarios para impulsar este auge de la innovación. Una inversión en asociaciones más profundas y a largo plazo entre las instituciones académicas y la industria será fundamental para asegurar que la formación esté alineada con la vanguardia y brinde a los estudiantes acceso a recursos tecnológicos que generalmente no están disponibles en las universidades.
No hay escasez de posibilidades cuando pensamos en las innovaciones que surgirán en los próximos 75 años. Sin embargo, está claro que una inversión en lo que es posible, no en la creación de más de lo que ya existe, es esencial si los Estados Unidos quieren liderar en el desarrollo de tecnología que vaya más allá del silicio para satisfacer la necesidad mundial de soluciones sostenibles en cómputo y datos.