Antes de la Ley de Moore: cómo la fisicoquímica diseñó el microprocesador moderno

En 1954, Gordon E. Moore obtuvo su doctorado en fisicoquímica en el Instituto Tecnológico de California, tras completar su licenciatura en la Universidad de California en Berkeley. Después de un breve periodo en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins en Maryland, regresó al oeste en 1956 para incorporarse a Shockley Semiconductor. Fundada por William Shockley, coinventor del transistor, y con el respaldo financiero de Arnold O. Beckman, la empresa introdujo la investigación de dispositivos de silicio en el norte de California. Moore se especializó en la difusión de dopantes en estado sólido, un proceso que permitía controlar cómo las impurezas atómicas se enlazaban con los cristales de silicio.

La química del estado sólido

La creación de interruptores semiconductores funcionales requería silicio casi puro alterado mediante impurezas microscópicas deliberadas, conocidas como dopantes. Al introducir elementos químicos específicos, se generaban regiones con exceso de electrones junto a zonas con escasez de los mismos, lo que permitía al silicio controlar corrientes eléctricas. Moore aplicó sus conocimientos de fisicoquímica para gestionar este delicado proceso de difusión. Sin embargo, el estilo de gestión rígido de Shockley motivó a Moore y a siete colegas a abandonar la empresa en 1957. Con el respaldo de Fairchild Camera and Instrument, el equipo fundó Fairchild Semiconductor, situando a Moore en el centro de la innovación en semiconductores.

La creación de las bases de fabricación

En Fairchild Semiconductor, Moore ascendió de gerente de ingeniería a director de investigación y desarrollo. Diseñó y construyó hornos de difusión personalizados para mantener entornos precisos de alta temperatura necesarios en el tratamiento de las obleas de silicio. Asimismo, evaluó contactos metálicos para dispositivos de estado sólido y seleccionó el aluminio, una elección que terminó convirtiéndose en el estándar de la industria global de microchips. Bajo el liderazgo técnico de Moore, Fairchild contribuyó al desarrollo del proceso planar en 1960. Al crear una capa uniforme de dióxido de silicio sobre la superficie de la oblea, el método planar permitió grabar químicamente circuitos completos en el silicio, lo que posibilitó el circuito integrado de 1961 e impulsó los transistores de efecto de campo de metal-óxido-semiconductor (MOS).

La observación que definió a una industria

En 1965, Moore publicó un análisis sobre las tendencias de fabricación en el que predecía que el número de transistores que podían integrarse en un microchip se duplicaría cada año, lo que aumentaría continuamente la capacidad de cómputo y reduciría los costos. Una década más tarde, en 1975, a medida que los diseños de circuitos se volvían más densos, Moore revisó su predicción para situar la duplicación aproximadamente cada dos años. Su pronóstico empírico, conocido como la Ley de Moore, se convirtió en la prueba de rendimiento central para la ingeniería de microchips, guiando las hojas de ruta técnicas y las inversiones de fabricación en todo el sector tecnológico.

De los cristales de memoria a los microprocesadores

A pesar de sus avances, Fairchild enfrentó dificultades para transferir las innovaciones de MOS desde los laboratorios de investigación hasta la producción en fábrica. En medio de cambios en la directiva, Moore y el inventor del circuito integrado, Robert Noyce, dejaron la compañía en 1968 para fundar Intel Corporation. En sus inicios, Intel se enfocó en la fabricación de memorias de semiconductores para computadoras electrónicas. Cuando la competencia internacional comenzó a dominar la producción de chips de memoria, Intel dio un giro hacia los microprocesadores, desarrollando unidades centrales de procesamiento encargadas de ejecutar instrucciones digitales en el hardware moderno. Moore se desempeñó como vicepresidente ejecutivo, director ejecutivo y presidente del consejo de Intel durante su ascenso hasta dominar la fabricación a nivel global.

La formación inicial de Moore en fisicoquímica transformó la difusión microscópica de dopantes en el motor de fabricación confiable de la microelectrónica moderna. En la actualidad, los microchips de silicio perfeccionados mediante esos principios químicos impulsan computadoras, teléfonos móviles, televisores, automóviles y equipos industriales, sirviendo de pilar para todos los sectores de la economía internacional.

Imagen de portada: ilustración generada con IA; no es una fotografía documental.

Fuente: Gordon E. Moore