¿Qué significa realmente “3 nm”? La verdad sobre los procesos modernos de chips

Cuando escuchamos hablar de un móvil con procesador de “3 nm” o de que Intel prepara nodos de “2 nm”, parece que estuviéramos entrando en un mundo donde los transistores miden apenas unos átomos de ancho. Pero la realidad es distinta: hoy esas cifras ya no describen dimensiones físicas, sino que funcionan como etiquetas generacionales, un lenguaje de la industria para señalar avances tecnológicos.

Cuando los nanómetros eran tangibles

En los años 2000 y antes, el número del nodo se correspondía, al menos de forma aproximada, con la longitud de compuerta del transistor. En un chip de 90 nm, las compuertas medían alrededor de 90 nanómetros. Al pasar a 45 nm, las estructuras se reducían casi a la mitad. Esa reducción directa significaba chips más rápidos, más compactos y más eficientes en consumo.

Con el tiempo, esa relación dejó de ser lineal. Al llegar a los 28 nm, el panorama se volvió más complejo: no solo contaba la longitud del gate, sino también el pitch metálico, la altura de las aletas FinFET, el espaciado de contactos y decenas de parámetros más. Un solo número ya no bastaba para describir la complejidad.

El giro hacia el marketing

Los fabricantes mantuvieron el esquema de nanómetros, pero lo transformaron en nombres de marca. “7 nm”, “5 nm” o “3 nm” hoy significan “nueva generación de proceso” más que una medida física. En realidad, los transistores actuales tienen dimensiones efectivas de entre 15 y 30 nm. El número es un símbolo de progreso, como ocurre con los modelos de coches: un Serie 3 no mide tres metros de ancho, es simplemente una etiqueta de línea.

Lo que promete “3 nm”

• Mayor densidad: más transistores en el mismo espacio, lo que permite chips más complejos.
• Mejor rendimiento: frecuencias más altas, mayor velocidad de respuesta.
• Eficiencia energética: mismo rendimiento con menos consumo o más potencia con el mismo gasto.

Así, cuando TSMC o Samsung hablan de “3 nm”, se refieren a un conjunto de reglas y mejoras que permiten avances en PPA (performance, power, area), no a una reducción literal a tres nanómetros.

De transistores planos a GAAFET

Los transistores planares dieron paso a los FinFET, donde el gate rodea tres lados de un canal elevado en forma de aleta. La próxima etapa son los GAAFET (Gate-All-Around), en los que el canal queda completamente rodeado. Esto reduce fugas y abre la posibilidad de ajustar con más precisión la relación entre consumo y potencia. La transición hacia GAAFET se asocia con las generaciones de “2 nm” y posteriores.

El papel de los interconectores

No todo es transistor. Los interconectores metálicos que unen miles de millones de dispositivos también marcan los límites de velocidad y consumo. Por eso, los procesos modernos incorporan innovaciones en la pila metálica, más capas, pitches más ajustados e incluso alimentación por la parte trasera, que libera espacio para el ruteo y reduce pérdidas eléctricas.

Por qué no se pueden comparar directamente

Un “3 nm” de TSMC no equivale a un “3 nm” de Samsung o de Intel. Cada fundición diseña su proceso con prioridades distintas: algunos optimizados para móviles y eficiencia, otros para servidores y máxima potencia. Incluso dentro de un mismo nodo existen variantes: bajo consumo, alto rendimiento, alta densidad.

Lo que significa para el usuario

Para quien compra un smartphone, “3 nm” suele traducirse en mejor autonomía y menos calor. En portátiles o centros de datos, puede implicar más núcleos o mayores frecuencias sin disparar el consumo. En fases iniciales, estas tecnologías son caras y complejas, pero con el tiempo maduran y se convierten en estándar, mientras que los nodos anteriores pasan a equipos más económicos.

El futuro: 2 nm y más allá

Ya se anuncian planes de 2 nm con transistores GAAFET, más uso de litografía EUV y sobre todo empaquetado avanzado. Chiplets, interposers 2.5D, apilamiento 3D y uniones híbridas forman parte del futuro. El sector habla de DTCO (Design-Technology Co-Optimization) y STCO (System-Technology Co-Optimization): la mejora proviene de un ecosistema de innovaciones, no solo de achicar un número en el nombre.

Conclusión

Los “nanómetros” de hoy son una convención, no una medida física. “3 nm” es un paso generacional que combina mejores transistores, interconexiones más eficientes y empaquetado sofisticado. El verdadero progreso se logra con arquitecturas como GAAFET y soluciones de integración. La cifra sigue bajando, pero lo que realmente importa es cómo estos avances hacen que nuestros dispositivos sean más potentes, más eficientes y más compactos.