En 1965, Gordon Moore, cofundador de Intel, formuló lo que se conoció como la «Ley de Moore». Durante más de medio siglo, esta ley sustentó las constantes mejoras en el rendimiento de los circuitos integrados (CI) y la disminución de sus costos, constituyendo la base de la tecnología digital moderna. En resumen: el número de transistores en un chip se duplica aproximadamente cada dos años.
Durante años, el progreso siguió ese ritmo. Ahora el panorama está cambiando. La miniaturización se ha vuelto más difícil; las dimensiones de los componentes se reducen a tan solo unos nanómetros. Los ingenieros se enfrentan a límites físicos, procesos más complejos y costes crecientes. Las geometrías más pequeñas también reducen el rendimiento, lo que dificulta la producción en grandes volúmenes. Construir y operar una planta de fabricación de vanguardia exige un capital y una experiencia inmensos. Por lo tanto, muchos argumentan que la Ley de Moore está perdiendo fuerza.
Ese cambio ha abierto la puerta a un nuevo enfoque: los chiplets.
Un chiplet es un pequeño chip que realiza una función específica; esencialmente, una parte de lo que antes era un chip monolítico. Al integrar varios chiplets en un solo encapsulado, los fabricantes pueden ensamblar un sistema completo.
En la era de los chips monolíticos, todas las funciones residían en un único chip grande, por lo que un defecto en cualquier parte podía inutilizar todo el chip. Con los chiplets, los sistemas se construyen a partir de chips funcionales (KGD), lo que mejora drásticamente el rendimiento y la eficiencia de fabricación.
La integración heterogénea —que combina chips fabricados con diferentes nodos de proceso y para distintas funciones— hace que los chiplets sean especialmente potentes. Los bloques de computación de alto rendimiento pueden usar los nodos más recientes, mientras que la memoria y los circuitos analógicos se basan en tecnologías maduras y rentables. El resultado: mayor rendimiento a menor coste.
La industria automotriz está particularmente interesada. Los principales fabricantes de automóviles están utilizando estas técnicas para desarrollar futuros SoC para vehículos, con el objetivo de lograr una adopción masiva después de 2030. Los chiplets les permiten escalar la IA y los gráficos de manera más eficiente, a la vez que mejoran los rendimientos, lo que impulsa tanto el desempeño como la funcionalidad en los semiconductores para automóviles.
Algunas piezas de automóviles deben cumplir con estrictas normas de seguridad funcional y, por lo tanto, se basan en nodos más antiguos y probados. Mientras tanto, los sistemas modernos, como los sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS) y los vehículos definidos por software (SDV), requieren mucha más capacidad de cómputo. Los chiplets cubren esta necesidad: al combinar microcontroladores de seguridad, gran memoria y potentes aceleradores de IA, los fabricantes pueden adaptar los SoC a las necesidades de cada fabricante de automóviles con mayor rapidez.
Estas ventajas van más allá de la industria automotriz. Las arquitecturas de chiplets se están extendiendo a la IA, las telecomunicaciones y otros ámbitos, acelerando la innovación en todos los sectores y convirtiéndose rápidamente en un pilar de la hoja de ruta de los semiconductores.
La integración de chiplets depende de conexiones compactas y de alta velocidad entre chips. El elemento clave es el interpositor: una capa intermedia, generalmente de silicio, situada debajo de los chips, que dirige las señales de forma similar a una pequeña placa de circuito impreso. Unos mejores interpositores permiten un acoplamiento más preciso y un intercambio de señales más rápido.
El empaquetado avanzado también mejora la entrega de energía. Las densas matrices de diminutas conexiones metálicas entre los chips proporcionan amplias rutas para la corriente y los datos incluso en espacios reducidos, lo que permite una transferencia de gran ancho de banda y un uso eficiente del área limitada del encapsulado.
Actualmente, la tecnología más utilizada es la integración 2.5D: colocar varios chips uno al lado del otro en un interpositor. El siguiente paso es la integración 3D, que apila los chips verticalmente mediante interconexiones de silicio (TSV) para lograr una densidad aún mayor.
La combinación del diseño modular de chips (que separa funciones y tipos de circuitos) con el apilamiento 3D da como resultado semiconductores más rápidos, pequeños y energéticamente eficientes. La ubicación conjunta de la memoria y el procesamiento proporciona un gran ancho de banda para grandes conjuntos de datos, ideal para la IA y otras cargas de trabajo de alto rendimiento.
Sin embargo, el apilamiento vertical presenta desafíos. El calor se acumula con mayor facilidad, lo que complica la gestión térmica y el rendimiento. Para abordar este problema, los investigadores están desarrollando nuevos métodos de empaquetado que permitan gestionar mejor las limitaciones térmicas. Aun así, el impulso es fuerte: la convergencia de los chiplets y la integración 3D se considera un paradigma disruptivo, listo para tomar el relevo donde la Ley de Moore lo deja.
Fecha de publicación: 15 de octubre de 2025