Nanotecnología: la economía del conocimiento diminuto.

.

Mtro. Alejandro Toledo Patiño

“..hay alguna tecnología pequeña,aparentemente ineficaz,

.. experimentando sus primeras etapas de desarrollo, pero nos sorprenderá a todos convirtiéndose en una de

(..las...) más influyentes del siglo XXI” (Lipsey, 2005:56)

0. Resumen

Se revisa qué es la nanotecnología, su historia, avances, aplicaciones y potencialidades más

significativas. Se subraya la creciente importancia de su estudio desde una perspectiva

económico y social. También se considera su actual papel estratégico en la industria de los

semiconductores.

1. Introducción.

En el transcurso de la última década ha ido emergiendo en el escenario tecnológico,

productivo y económico internacional, una nueva actividad industrial: la nanotecnología. Se

trata de una actividad fruto de la llamada economía del conocimiento, forma parte del

racimo contemporáneo de “nuevas tecnologías” (microelectrónica, robótica, biotecnología,

genética, nuevos materiales) y, de acuerdo a su aún incipiente nivel de desarrollo, se le

Seminario Internacional Globalización, Desarrollo y Economía del Conocimiento, Universidad Nacional Autónoma de México. D. F., marzo 15-17, 2006. Profesor-Investigador, Área de Economía Política, Departamento de Economía, División de Ciencias Sociales y Humanidades, Universidad Autónoma Metropolitana, Iztapalapa, D.F., México. Correo electrónico: topale2003@yahoo.com.mx

1

considera una de las “hermanas menores” de la familia de las altas tecnologías. La

nanotecnología se encuentra, en lo fundamental, en una fase que se podría caracterizar

como “pre-competitiva”, es decir, centrada en la investigación básica: proyectos

científicos, diseños preliminares y experimentos de laboratorios. En los Estados Unidos el

mercado durante el 2005 se estimó apenas superior a los 10 mil millones de dólares (mmd).

Se puede decir que la nanotecnología es apenas un punto luminoso en el horizonte

científico y tecnológico, pero también es posible afirmar que se encuentra ya en un nivel de

evolución previo al “despegue” (take off), el cual, de acuerdo a la “hoja de ruta” trazada por

los expertos, tendrá lugar entre el 2010 y el 2015. Para el 2010 el mercado mundial de

nanotecnología rondará por los 500 mmd y en el 2015 superará los 900 mmd.

Hoy día una cantidad mínima pero creciente de productos comienzan a incorporar procesos

o componentes nanos. De manera decisiva la nanotecnología se ha vuelto ya un elemento

central de la evolución actual de la industria de los semiconductores y el futuro de esta

estratégica industria del capitalismo contemporáneo se encuentra ya íntimamente ligado a

los avances que tengan lugar en el campo de las nanotecnologías “arriba-abajo” y, más

adelante, en las nanotécnicas del tipo “abajo-arriba” (up-bottom y bottom-up). A su vez, en

conexión con los sectores de la robótica, la genética, los nuevos materiales, la bioquímica

molecular, día a día tienen lugar descubrimientos de nuevos fenómenos, el desarrollo de

innovaciones y la experimentación de aplicaciones de procesos a múltiples campos.

Por eso es que, no obstante su temprana infancia, la nanotecnología es considerada una de

las industrias de alta tecnología con mayores potencialidades de evolución en el futuro

próximo y mediato. Se considera asimismo que será una tecnología de muy alto impacto

sobre procesos productivos, actividades de todo tipo y que marcará un hito en el desarrollo

económico y social de la humanidad.

Si la nanotecnología se encuentra dando aún sus primeros pasos, su estudio desde una

perspectiva económica y social, recientemente inicia también. De hecho, entre los

científicos sociales el tema de la nanotecnología es aún poco conocido. Sin embargo a nivel

2

mundial algunos grupos y redes de economistas comienzan a plantearse las primeras

interrogantes básicas: ¿Qué es la nanotecnología? ¿Qué cambios productivos puede

generar? ¿Cómo se relaciona con las nuevas tecnologías? ¿Cuáles son sus dimensiones

económicas actuales? ¿Cómo se están configurando las cadenas internaciones de

producción de esta naciente industria? ¿Qué países comienzan a dominar el mercado

mundial de productos y procesos nanotecnológicos? ¿Cómo están impulsando la

innovación en este campo gobiernos, universidades y empresas? ¿Qué papel puede jugar la

nanotecnología en el desarrollo económico de países periféricos? En nuestro caso

agregaríamos: ¿en economías como la mexicana la nanotecnología puede ser una ventana

de oportunidad para promover el desarrollo?

El presente artículo es un acercamiento inicial al tema y, sin pretender responder a ese

conjunto de interrogantes, tiene como propósitos básicos los dos siguientes:

1) Ofrecer una visión general de lo qué es la nanotecnología, considerando algunas

nociones y conceptos básicos, así como los momentos más significativos de su aún

corta historia;

2) Mostrar un panorama de lo que es su estado actual de evolución, destacando

algunos de sus avances y aplicaciones más importantes, particularmente en la

industria electrónica de microprocesadores;

Las nanociencias y la nanotecnología implican de hecho la apertura de un nuevo universo

de conocimientos. Las relación entre nanotecnología, economía del conocimiento y

desarrollo industrial se encuentra poco menos que inicialmente explorado. Estas páginas

son una simple introducción a ese gran universo y a lo que se podría designar como la

“economía del conocimiento diminuto” 1.

2. Conceptos y nociones básicas

1 Este artículo es resultado del proyecto de investigación “Nanotecnología: ¿ventana de oportunidad para el desarrollo económico?”. Área de Economía Política, Departamento de Economía, División de Ciencias Sociales y Humanidades, UAM-I. 2006. Agradezco al Lic. Jorge Hernández Gutiérrez el valioso apoyo en la consulta de fuentes de información en internet. Asimismo agradezco las observaciones y sugerencias de lectura hechas por los Drs. Alejandro Dabat y Sergio Ordóñez.

3

El término “nanotecnología” (del latín nanus, enano; Real Academia de la Lengua, 1896:

456) se acuñó en 1975, a propuesta del japonés Nomo Taniguchi, para hacer referencia a la

tecnología aplicada a escala atómica y molecular. El nanómetro es la unidad de medida de

ese mundo diminuto y equivale a la mil millonésima parte de un metro (1 nm=

0.0000000001 m; 1 nm =1m‾9).

El mundo a esa escala es, por supuesto, invisible a simple vista, pero no por ello es un

mundo carente de espacio. Un nanómetro es lo que aproximadamente miden, alineados, 10

átomos de carbono; en el volumen de un nanómetro cúbico tienen cabida 258 átomos de

carbono. Se trata de un mundo difícil de imaginar o concebir por parte del común de las

personas, para nada acostumbradas a razonar desde la perspectiva de la física teórica. Es un

mundo por completo ajeno a nuestra percepción de la realidad y que se comporta de

acuerdo a las “extravagantes” y aún poco conocidas leyes de la física o mecánica cuántica,

y nunca conforme a lo que dictan las convencionales y conocidas leyes de la física clásica.

Es un mundo tan “infinitamente pequeño” que, como lo reconoció Niels Bohr, uno de los

científicos pioneros en su exploración, literalmente provoca vértigo a quien intenta

entenderlo, quizá el mismo tipo de vértigo que provoca lo “infinitamente grande” del

universo (González, 2000: 71-96).

Las nanociencias son, por tanto, el conjunto de las diversas disciplinas que buscan

comprender las leyes que gobiernan ese mundo diminuto y tienen como objetivo el estudio

de las propiedades que presenta la materia a nivel atómico y molecular (propiedades

térmicas, eléctricas, magnéticas, ópticas, químicas, etc..). A partir de ese conocimiento y

retro alimentándolo, la nanotecnología se refiere al conjunto de técnicas y procedimientos

que permiten manipular y reconfigurar molecularmente la materia y por consiguiente

modelar a voluntad sus características y desempeño. Las nanociencias y la nanotecnología

tienen pues como objetivo último la recreación humana de la materia. Ciertamente se puede

decir que se trata de un objetivo “último”, superado tan sólo por el objetivo de (re)crear la

vida con el que está comprometido la biogenética. El libro escrito por Eric Drexler, y que

marcó, en 1986, el inicio de la difusión de lo que genéricamente se engloba con el término

4

de nanotecnología, lleva por título, precisamente, el de Engines of Creation (Máquinas de

la Creación) (Drexler: 2003)

3. Historia mínima

Pero la nanotecnología, aún sin ese nombre, había nacido casi treinta años antes como una

idea futurista surgida de la más pura especulación científica.

El 27 de diciembre de 1959, en la reunión anual de la American Physics Association,

Richard P. Feynman dictó la conferencia que anunciaría el nacimiento de las nanociencias y

la nanotecnología: “There´s a plenty room at the bottom” (“Hay bastante espacio abajo”).

Feynman, premio Nóbel de física en 1965 y uno de los más destacados físicos teóricos de la

segunda generación del siglo XX, sostuvo que en el futuro sería posible fabricar nuevos

productos a partir del reordenamiento de átomos y moléculas. Reconocido por su sencillez

y humor para exponer sus ideas, dijo a su audiencia: “Las células son muy chiquitas, pero

están muy activas; fabrican diversas sustancias, andan por ahí y hacen toda clase de cosas

maravillosas. Todo en una escala muy pequeña. Además almacenan información.

Consideren la posibilidad de que también nosotros podamos construir una cosa muy

pequeña y que ésta haga lo que queramos, que podamos fabricar un objeto que maniobre a

ese nivel”. (Feynman: 1959) Teóricamente, argumentó durante aquella conferencia, es

posible lograr tal cosa.

Para eso, sin embargo, era necesario contar con los instrumentos que permitieran ver y

trabajar a ese nivel molecular. Mientras tanto, durante dos décadas, la idea de Feynman

sería tan sólo una brillante elucubración futurista.

El instrumental requerido para comenzar a hacer realidad tal idea fue inventado en 1981. Se

trata de microscopios electrónicos altamente perfeccionados que permiten observar y

manipular la materia a escala nano. Se trata del Scanning Tunneling Microscope (STM) –

microscopio de barrido atunelado- y, unos años después, del Atomic Force Microscope

5

(AFM) - microscopio de fuerza atómica. Son herramientas de observación y trabajo de

precisión atómica. (Euroresidentes nanodiccionario: 2005)

Con esos medios de labor en mano, Robert Curl, Harold Kroto y Richard Smalley (Premios

Nóbel de Física 1996) descubrieron a los pocos años unas peculiares estructuras de carbono

de forma icosaédrica (parecidas a balones de foot ball soccer): las “Buckyballs” (“pelotas

redondas”) (Ver Figura 1)

Figura 1

Representación de una “Bucky ball”

A partir de tales estructuras básicas, conformadas por 60 átomos de carbono (C60) en 1991

se fabricaron los primeros nanotubos de carbono, uno de los resultados más importantes de

la nanoinvestigación. Se trata de tubos formados por capas de grafito enrolladas sobre sí

mismas. Los hay de una sola capa y de muchas capas (Single y Multi Wall Nanotubes,

SWNT y MWNT). (Ver Figura 2)

Figura 2

Representación de nanotubos

6

Estos nanotubos presentan características y propiedades verdaderamente sorprendentes.

Para empezar son las fibras más resistentes hasta hoy día conocidas2. De diez a cien veces

más resistentes que el acero. Poseen además la relación largo/ancho más alta jamás

imaginada (anchura en nanómetros y longitud en milímetros)3 y su comportamiento

electromagnético es también sin igual, permitiéndoles operar ya sea como semiconductores

o bien como metal.4 Por sus propiedades únicas, estos nanotubos de carbono pueden ser

considerados, con su estructura formada a partir de las “bucky balls”, como los “bloques”

de lo que podría ser, según se anuncia por científicos y expertos en la materia, una auténtica

e insospechada revolución, un verdadero salto de calidad en el desarrollo de la capacidad

productiva de la humanidad.

Atendiendo precisamente a la opinión de científicos y expertos (destacadamente Eric

Drexler) acerca de tales potencialidades, en 1993 el gobierno de los Estados Unidos lanzó

la Nanotechnology National Initiative (NNI; Iniciativa Nacional de Nanotecnología). En las

consideraciones que le dan origen, el entonces presidente William Clinton apeló a la

imaginación para convocar a un esfuerzo científico sistemático y concertado de largo plazo:

“Imagínense las posibilidades: materiales diez veces más fuertes que el acero y sólo una

fracción de su peso;....condensar toda la información de la Biblioteca del Congreso en un

dispositivo del tamaño de un terrón de azúcar;...o detectar tumores cancerosos cuando son

apenas algunas cuantas células. Puede que tome veinte años o más... llegar a alguna de

nuestras metas...pero por eso es tan importante el papel del gobierno federal”. (NNI: 1993)

En la actualidad los países y/o regiones a la cabeza de la investigación nanotecnológica y

del comercio de productos y componentes nanos son los Estados Unidos, Japón, la Unión

2 El lápiz es un cilindro de grafito, de un par de milímetros de ancho, envuelto en madera. Al hacer uso de este instrumento de escritura o dibujo, las propiedades adherentes del grafito son manifiestas: se adhiere al papel y se requiere pasar repetidamente un borrador para separarlo o eliminarlo de la superficie.3 A fin de tener idea aproximada de tal relación podría ser útil imaginar un popote de un cm. de ancho y diez Km. de largo, de una sola pieza, que no se deformara o rompiera.4 Cuando se enrolla una capa de grafito en un nanotubo, además de alinearse los átomos de carbono alrededor de la circunferencia del tubo, se restringen las clases de función de onda que pueden tener los electrones, lo que a su vez afecta su movimiento y desempeño. Dependiendo de la forma en la que se enrollen las capas de grafito, el nanotubo puede ser un semiconductor o bien un metal.

7

Europea y China. En un segundo orden Taiwán, Corea del Sur, India e Israel. En un tercer

término, dentro de América Latina, se encuentran Argentina, Brasil, Chile y México5.

4. Promesas y riesgos máximos

La nanotecnología es un área ciertamente estratégica en el conocimiento, transformación y

dominio futuro del planeta (y más allá de él).

Para algunos la nanotecnología implicará una revolución productiva del tipo inducido en la

historia económica reciente por la industria textil, los ferrocarriles, la industria automotriz,

la industria de la computación. En este sentido la nanotecnología se convertirá en el sector

que tomará el relevo en el desarrollo de la revolución informática abierta por la

computación (Ver Esquema 1 ).

Esquema 1

Las revoluciones tecnológicas y la nanotecnología

5 A diferencia de Argentina y Brasil que cuentan con proyectos nacionales de nanotecnología y un centro conjunto (Centro Brasileño Argentino de Nanotecnología, CBAN, de muy reciente creación –septiembre de 2005- Foladori: 2005), México carece de un plan nacional y un centro rector en la investigación nano. Las universidades y centros superiores de educación pública parecen ser hasta el momento las únicas instituciones que llevan a cabo nanoinvestigación y/o desarrollan aplicaciones. En la UNAM se investigan las nanopropiedades del silicio poroso; en el Insituto Politécnico Nacional, IPN, se trabaja en nanotecnología del concreto; en la UAMI se han logrado grandes avances en el campo de la nanotecnología GEL-SOL para combatir la epilepsia (López y Vanegas: 2005)

8

Hay quienes yendo más lejos en su apreciación, consideran que la nanotecnología no es en

modo alguna una revolución tecnológica más, sino que ella en sí implicará una auténtica

segunda revolución industrial. De acuerdo a Charles Vest, ex director del Instituto

tecnológico de Massachussets (MIT), la “tecnología de lo diminuto” promete comprimir en

el lapso de unas cuantas décadas de este siglo, un conjunto de trasformaciones productivas,

económicas y sociales, a nivel mundial, equiparables a las que han tenido lugar durante el

transcurso de los últimos doscientos años a consecuencia de la Revolución Industrial.

Incluso hay quienes estiman que toda la capacidad productiva generada hasta hoy por la

Revolución Industrial cabrá en el espacio de.. ¡una maleta portátil! Sin duda que la idea de

tal nivel de compactación resulta estremecedora (en el mejor de los casos) o mueve a risa

(en la mayoría de las ocasiones). Sin embargo, consideremos lo siguiente: hace un cuarto de

siglo (1981) la idea de que toda la información contenida en una computadora de aquella

época, y mucho más, pudiera almacenarse en un dispositivo portátil de menos de 5 cm de

largo y 2 cm de ancho, o la idea de que un dispositivo electromagnético de proporciones y

peso semejantes a un pequeño radio de transistores – el actual iPod- pudiera almacenar y

reproducir con alta fidelidad un total de 340 horas (más de 14 días) de música continua,

además de ser un medio de comunicación inalámbrico capaz de enviar mensajes por correo,

“chatear” y consultar internet, o que con algo más pequeño que un portafolio tendría uno

acceso a todas las bibliotecas y bancos de datos de miles de universidades e instituciones,

así como a negocios, periódicos, revistas, anuncios....etcétera...; esas ideas, decíamos, hace

veinticinco años hubieran provocado seguramente reacciones de asombro o de franca

incredulidad.

Por último, considerando las enormes perspectivas que abre la nanotecnología, están los

que piensan incluso que los cambios por ella provocados serán equiparables históricamente

a lo que significó el paso del uso de la piedra al uso de los metales: un cambio decisivo en

la vida de la primitiva humanidad. Una ha sido la civilización producida a raíz del

descubrimiento de la metalurgia. Otra será la civilización que exista con la nanotecnología.

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Para tener una idea de lo que los científicos partidarios de esta visión están pronosticando

basta referirnos a tres ejemplos sobre los cuales ya se está trabajando. Uno: construir

fábricas moleculares (“nanofabs”) con nanorobots (nanobots) en línea de ensamble y con

capacidad para autoreplicarse6. Dos: fabricación de nanocomputadoras electrónicas

ensambladas químicamente (Chemically Assembled Electronic Nanocomputers, CAEN) las

cuales tendrán capacidad para realizar simultáneamente billones de operaciones a costos

energéticos ínfimos. Tres: nanoenfermeros y nanocirujanos que puedan detectar

tempranamente enfermedades, suministrar medicamentos puntualmente in situ o reparar

quirúrgicamente con fines preventivos o correctivos, células, tejidos, órganos, neuronas, de

nuestros cuerpos).

Cabe advertir, sin embargo, que existen científicos que sostienen que estas metas son

irrealizables, por lo menos en cuanto a crear robots con capacidad para fabricar a esa escala

tan diminuta; A diferencia de lo sostenido por Feynman, consideran que a dicha escala no

hay suficiente espacio para que los “dedos” del robot puedan maniobrar con soltura. Es la

objeción conocida como la teoría de “los dedos gordos” (Merkler: 2002).

La nanotecnología ciertamente da sustento a visiones futuristas sorprendentemente

prometedoras y tal vez irrealizables. Pero también da pie a avizorar con temor la amenaza

de enormes riesgos y la probabilidad de severos “efectos colaterales” aparejados a su

desarrollo.

Se comienza a advertir así de los inimaginables riesgos de su uso militar ¿Nanopartículas

utilizadas como armas? ¿Nanoespías? Es del todo válido suponer que ya actualmente los

principales ejércitos del mundo están inmersos en investigaciones nanocientíficas y

nanotecnológicas. En segundo término, informes y reportes oficiales en los Estados Unidos

y Europa previenen ya sobre los posibles efectos que las nanopartículas pueden tener en el

conjunto de los seres vivos (plantas, animales, humanos) y por ende en el entorno

ambiental, dada su capacidad para traspasar tejidos, adentrarse en organismos y alojarse en

6 La idea de pequeñas máquinas con capacidad para auto reproducirse había sido prefigurada por la ciencia ficción. Quizá uno de los antecedentes más remotos se encuentre en Los cangrejos caminan sobre la isla, del escritor soviético A. Dneprov.

10

células de todo tipo. En este campo los reportes hablan ya de la necesidad de establecer

políticas y medidas que regulen el uso de nanopartículas y nanocompomentes de modo tal

que se garantice la protección de la población y del medio ambiente (U.S. Senate: 2006 ).

Finalmente otro gran riesgo ha sido también previsto y hace algunos años abordado incluso

por la literatura de ficción científica: la posibilidad de que nanomáquinas con capacidad

para reproducirse por sí mismas escapen al control de sus creadores y se conviertan en una

amenaza contra la propia humanidad (Crichton, 2003).

Pero al margen de las potencialidades y de los riesgos que puede implicar el uso de la

nanotecnología, una cuestión de suma importancia parece ser cierta: la nanotecnología

cambiará nuestras ideas y concepciones sobre la naturaleza última de la materia y sobre la

capacidad del ser humano para transformar y “reconfigurar” el mundo material a nuestro

alrededor.

5. Aplicaciones actuales : el caso de los semiconductores

La gama de productos que actualmente incorporan ya componentes y partículas a escala

nano es aún reducida, pero al mismo tiempo comprende un amplio espectro de tipo de

bienes: desde ropa especial para heridos a causa de quemaduras, hasta sofisticados palos de

golf, pasando por cosméticos, bloqueadores solares, productos de limpieza industrial,

farmacéuticos, filtros ópticos, adhesivos dentales, componentes electromagnéticos,

materiales avanzados, etc...

Asimismo, pensados para irrumpir en los mercados en un período de cinco años, ya se

diseñan, experimentan, ponen a prueba y perfeccionan productos y aplicaciones específicas

en la industria aeroespacial, naviera, petrolera, portuaria, textil, química, de aparatos de

televisión, del agua, automotriz, alimenticia, del vidrio, etc... Se estima que hacia el 2010,

dentro de menos de cinco años, la nanotecnología estará ingresando a una etapa de difusión

y adopción industrial amplia.

11

Pero sin duda el principal campo de aplicación de la nanotecnología se encuentra hoy día

en el corazón mismo de la industria electrónica de los semiconductores, la “líder” de las

nuevas tecnologías.

En la última década la nanotecnología ha permitido dar continuidad al proceso de

miniaturización de componentes electrónicos –circuitos integrados específicamente-

previsto por la Ley de Moore. El sofisticado instrumental nanotecnológico requerido hoy

día para elaborar chips cada vez más pequeños, rápidos y eficientes, está provocando

reestructuraciones productivas profundas en el sector de los semiconductores, requiriendo

cuantiosas y crecientes inversiones para llevar a cabo la instalación y puesta en marcha de

nuevas plantas (Gruener: 2005; JOC: 2005). En la “hoja de ruta” (roadmap) del sector de

los semiconductores, la senda de la nanotecnología marca definitivamente su evolución

futura. Y en ella jugarán un papel central los nanotubos de carbono debido a sus

extraordinarias cualidades electromagnéticas.

A fin de considerar los vínculos entre el sector de los semiconductores y la nanotecnología

conviene en este punto distinguir a grandes rasgos las dos vías de investigación,

descubrimientos y desarrollos que sigue la nanotecnología. Una es la vía “de abajo a arriba”

y la otra es la vía “de arriba abajo”. Se trata de un desarrollo peculiar de “doble filo” (Joch:

2005) o que camina en “dos sentidos”. Una es la senda compleja. La otra es la sencilla. Una

es la nanotecnología “durat”. La otra es la nanotecnología “light”.

Los proyectos de construir nanofabs, computadoras moleculares y nanocirujanos,

mencionados en el apartado anterior, son ejemplos de las técnicas de “abajo a arriba”. Esta

es la nanotecnología presente fundamentalmente en laboratorios y centros de investigación

atravesando la etapa de los diseños, experimentos y pruebas de carácter científico.

Por el contrario, la vía de desarrollo que viene de arriba y va hacia abajo, constituye, en

sentido estricto, una continuación del proceso de miniaturización de componentes,

dispositivos y chips seguido por la industria electrónica, proceso que se encuentra en el

origen mismo del transistor, nacido con el destino marcado para ser cada vez más pequeño.

12

Esta es la nanotecnología actualmente más importante, estrechamente ligada a las

necesidades y requerimientos de la electrónica, la informática y las telecomunicaciones.

Las nanotecnologías de este tipo son un ejemplo de cómo la ciencia ha hecho posible

acercarse a la precisión atómica de manera gradual, descendiendo en tamaño poco a poco,

mediante refinamientos graduales de procesos de fabricación ya existentes. Desde fines de

la década pasada estas nanotecnologías se aplican en el pulido de las obleas de silicio

usadas en circuitos integrados, en el corte de discos de cerámica vítrea que operan como

sustrato en discos duros de computadora, así como en el pulido de metales duros a fin de

fabricar árboles de leva para motores de autos, barcos y aviones (Encarta, 2000)

La Ley de Moore formulada por el cofundador de Intel a mediados de la década de los años

sesenta, estableció que, en promedio, cada dos años se duplicaría el número de transistores

contenidos en un chip. Esta ley se ha cumplido en términos generales desde entonces, con

un plazo de duplicación de capacidad que oscila entre dos y tres años. Inicialmente el ciclo

fue incluso de un año para luego prolongarse durante la década de los noventa y de nuevo ,

en los últimos años, se ha reducido. El hecho es que como resultado de esa tendencia a la

miniaturización, los chips llegaron desde fines del siglo pasado a ser de dimensiones tan

reducidas que desde entonces se adentraron definitivamente en el terreno de lo

nanométrico.

A fines de los años noventa Pentium Intel incorporaba ya chips de 300 nm con capacidad

para 1.5 millones de transistores, así como chips de memoria dinámica de acceso aleatorio

(DRAM) con capacidad para contener 64 millones de transistores. Los chips de 90 nm se

comenzaron a producir en 2004 y el año pasado se probaron prototipos de chips de 60 nm y

de 45 nm., los cuales aparecerán en el mercado en este 2006 (JCN Network: 2006)) La

fabricación de estos chips se lleva a cabo mediante diversas técnicas nanolitográficas tales

como el uso de destellos de electrones (EDBW), los baños de luz ultravioleta extrema, la

nanoimpresión Step and Flash y la termoplástica, entre las más conocidas. Estas dos

últimas parecen ser las técnicas más prometedoras para elaborar componentes de 32 nm.

(Wilipedia)

13

La hoja de ruta de la industria de los semiconductores estima que entre el 2013 y 2019 se

producirán circuitos integrados de 6 nm., una dimensión quince veces menor que los

actuales de 90 nm. Sin embargo, al llegar a este punto los científicos han descubierto que el

proceso de miniaturización topará con un límite infranqueable, un muro (“red brick wall”)

de carácter técnico, a partir del cual se prevé que la ley de Moore dejará de operar. ¿Por qué

prevén que ocurrirá tal cosa?

Los transistores poseen una fuente de energía (source) de donde parten los electrones, un

depósito (drain) o punto de llegada y una compuerta (gate) por donde la energía pasa de la

fuente al depósito. Cuando la energía transita de la fuente al depósito el transistor lee “1”.

Cuando no lo hace, lee “0”. Pero con longitudes de 5 nm. la cercanía entre fuente y

depósito es tan corta que el comportamiento de los electrones pasa a ser gobernado por el

principio de indeterminación de schoeringer (González : 2002) y el transistor deja de ser

confiable ya que los electrones podrán viajar con un 50% de probabilidades

“espontáneamente”. Se trata de un problema consistente en rebasar las dimensiones

mínimas para funcionar con certidumbre. Es lo que se augura será el fin del “binary logic

switch scaling” (Kanellos: 2003).

Este augurado callejón sin salida al que apunta la miniaturización electrónica sería, al

mismo tiempo, en este campo, el límite de la nanotecnología “de arriba abajo” ,

caracterizada por ir gradualmente “recortando” la materia, es decir achicándola. La salida a

ese en realidad muy angosto callejón la puede ofrecer tal vez la nanotecnología de “abajo a

arriba”, aquella que se propone rediseñar la materia reconfigurando a voluntad sus

ordenamientos. Pero en ese caso estaríamos hablando ya de la ingeniería bioquímica

computacional...Es decir, lo que sería ya, en rigor, una industria electrónica literalmente de

nuevo tipo.

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6. Conclusiones

Primera: la nanotecnología augura ser una de las ramas de la economía del conocimiento

con mayores potencialidades productivas y con un profundo impacto económico y social en

las décadas por venir.

Segunda: si bien hoy la nanotecnología se encuentra en un nivel “pre competitivo”, ella se

distingue por su rápida incursión y desarrollo en múltiples actividades industriales,

médicas, científicas. Se pronostica que en el próximo lustro la nanotecnología ingresará a

una etapa de difusión amplia en su uso y a su consecuente despegue económico en los

mercados internacionales.

Tercera: la nanotecnología abre en consecuencia un nuevo campo de estudio en torno a la

problemática, perspectivas e implicaciones de la economía del conocimiento.

Cuarta: la nanotecnología “de arriba abajo” desempeña ya un papel crucial en la industria

de los semiconductores. Ella ha hecho posible que en los últimos cinco años prosiguiera el

proceso de miniaturización de componentes y circuitos. Actualmente se producen

procesadores de 90 nm y vienen ya en camino los de 65 nm y 45nm. A su vez, la

incorporación de procesos nano está provocando en el sector de los semiconductores

profundos cambios productivos vinculados a crecientes inversiones en complejos e

instalaciones de alta tecnología. En el futuro próximo la nanotecnología del tipo “abajo a

arriba” tendrá una importancia decisiva para el sector de los semiconductores.

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