Tens 0 productes a la teua cistella
Convé fer una breu història dels antecedents per tal d’entendre bé com s’ha arribat a l’actual tecnologia anomenada Intel·ligència Artificial. Caldria començar amb Pascal, que va desenvolupar en 1645 la seua màquina aritmètica, i en 1675 Leibniz una altra de semblant. També amb sistemes automàtics aparegué el teler programable de Joseph Marie Jacquard (1801), que funcionava amb tires de cartó amb perforacions i permetien programar els patrons de teixit desitjats, i les calculadores de Charles Babbage: la màquina diferencial (1822) i la màquina analítica (1834). Aquesta màquina ja contenia un esquema bàsic que després han reproduït els moderns ordinadors electrònics, ja que estava formada per dispositius d’entrada d’informació, basats en les targetes perforades de Jacquard, un processador aritmètic que calculava nombres, una unitat de control que determinava què s’havia de realitzar, un mecanisme d’eixida i una memòria on els nombres podien ser emmagatzemats fins a utilitzar-los. La pionera de la informàtica Ada Lovelace va escriure un seguit de programes per a la màquina analítica de Babbage.
Ja en el segle XX, entre 1936 i 1946 es passa de les computadores mecàniques (amb rodes dentades i targetes perforades) a les electromecàniques (constituïdes per interruptors elèctrics anomenats relés). I, per últim, la gran revolució es produeix amb les computadores electròniques. Possiblement, l’electrònica siga una tecnologia tan important per a l’evolució de la humanitat com ho va ser la màquina de vapor. La primera fita fou el descobriment de l’electró per J. J. Thomson en 1897: en un tub de vidre, on s’havia fet el buit, i que portava en cada extrem una placa metàl·lica, van trobar que quan aplicaven una diferència de potencial a les plaques del tub era travessat per un raig lluminós, els anomenats rajos catòdics, que es van identificar amb electrons. Aquest tub és l’antecedent de les pantalles dels antics televisors.
Però també el descobriment de l’electró ha sigut la base del desenvolupament de l’electrònica. Afegint més plaques metàl·liques al tub de rajos catòdics, Fleming va inventar el díode en 1904 i De Forest el tríode en 1906. El primer rectificava el corrent elèctric, i el segon l’amplificava. La primera aplicació va ser la ràdio cap a 1912. Totes les persones majors poden recordar les grans ràdios de vàlvules. Aquesta tècnica electrònica va durar fins a ben entrats els anys 50, amb ella es construeixen els primers televisors en blanc i negre cap a 1930 i passats 10 anys ja s’havien comercialitzat als EUA. La televisió comercial en color es va iniciar cap a 1950.
Però l’actual desenvolupament de l’electrònica es produeix quan l’antiga electrònica de vàlvules és reemplaçada per l’electrònica d’estat sòlid. Ambdues es basen en el control del comportament dels electrons per mitjà de camps elèctrics, primer en el buit i actualment en els semiconductors. El comportament dels electrons en els semiconductors s’explica per la teoria quàntica, per mitjà de la denominada teoria de bandes.
Encara que inicialment la tecnologia de vàlvules era superior a la de semiconductors, el gran impuls socioeconòmic dels militars nord-americans a aquests últims –a partir del projecte de desenvolupament del radar en la II Guerra Mundial– va permetre el desenvolupament de la microelectrònica. Aquesta s’inicia en 1947 amb la invenció del transistor de contacte per J. Bardeen, W. Brattain i W. Shockley, pel qual van rebre el Premi Nobel de Física en 1956.
Els avantatges dels transistors sobre les vàlvules tríode que substituïen resideixen en la miniaturització dels primers i, en conseqüència, l’augment de velocitat i la disminució del consum energètic. S’utilitzaren per a fer les primeres ràdios portàtils o ràdios de transistors, i, per contracció, al final es deien erròniament transistors.
Altres descobriments importants de l’electrònica de semiconductors han sigut la invenció del circuit integrat, en 1958, per Kilby, que el va patentar en 1959 i, el mateix any, Noyce realitzà la mateixa patent, però amb l’actual tecnologia planar. Un circuit integrat –també conegut com a xip o microxip– és una estructura de petites dimensions de material semiconductor, normalment silici, d’alguns mil·límetres quadrats de superfície, sobre la qual es fabriquen circuits electrònics mitjançant fotolitografia i que està protegida dins d’un encapsulat plàstic que posseeix conductors metàl·lics per fer connexió entre el xip i un circuit imprès. En 1970, Ted Hoff i l’empresa Intel desenvolupen el primer microprocessador en un xip.
Hi ha tants dispositius electrònics (resistències, díodes i transistors) que els xips són tant complexos com el plànol d’una ciutat i s’elaboren per ordinador. Els transistors obtinguts tenen una grandària de 3 nm, per la qual cosa cada circuit pot tenir 700 milions de transistors. Gordon Moore, cofundador d’Intel, va observar que cada 18 mesos es duplicava el nombre de transistors en els circuits integrats, és a dir, tenien un creixement exponencial amb una taxa del 4,6 %. Així, en un curt termini, s’acostaran als seus límits físics, és a dir, pocs àtoms, amb la qual cosa les fluctuacions quàntiques impediran el comportament dels transistors com a portes lògiques. Per això s’està investigant en noves tecnologies substitutives amb dispositius quàntics, moleculars i òptics, entre d’altres.
Malgrat la petitesa del xip, la seua producció és un procés molt contaminant perquè la major part d’un edifici de producció de xips està ocupada per aparells de filtració i condicionament d’aire per a obtenir 30 partícules per m3 d’aire, i per això cal consumir molta energia elèctrica i aigua. També per la utilització de capes de polímers per a la fotolitografia i de dissolvents per a eliminar-les.
Açò ha afavorit l’extraordinària difusió de la microelectrònica, que s’ha convertit en la tecnologia bàsica de l’actual revolució cientificotecnològica i de tots els dispositius electrònics menuts de la vida quotidiana: mòbils, ordinadors portàtils i molts més.
Revista número 498. Gener 2024.
