Descubre cómo esta empresa revolucionaria está reduciendo el costo de la memoria para la inteligencia artificial

Innovación en la Arquitectura de Memoria

Una ambiciosa startup ha dedicado más de siete años a rediseñar de manera discreta la arquitectura de la memoria en computadoras. Ahora, tras salir de su fase de desarrollo reservado, confía en que su innovador enfoque puede contribuir a mitigar la escasez global de chips de memoria, siempre que logre escalar la producción de su tecnología. Kepler Computing, con sede en San José, California, fue fundada en 2018 por un grupo de físicos e informáticos, y ha desarrollado una nueva arquitectura para la memoria de alto ancho de banda (HBM), que busca abordar algunos de los cuellos de botella en el suministro que afectan al mercado tecnológico.

A diferencia de los fabricantes de chips que recurren a la costosa litografía ultravioleta extrema (EUV) para reducir el tamaño de los transistores y aumentar la tecnología en un área determinada, Kepler propone un enfoque innovador basado en «apilamiento 3D» y un material patentado que permite incrementar la densidad sin depender de la EUV. Este método es compatible con las plantas de fabricación de semiconductores existentes, lo que podría facilitar su adopción en la industria.

Financiamiento y Alianzas Estratégicas

La compañía ha recaudado 468 millones de dólares en financiamiento de destacados inversionistas en los últimos años, incluyendo a GlobalFoundries, Intel Capital, AMD Ventures y el fondo Gates Frontier de Bill Gates. Además, el Departamento de Comercio de EE. UU. se ha comprometido a otorgar hasta 245 millones de dólares a Kepler para impulsar el desarrollo de una nueva generación de tecnología de memoria de inteligencia artificial de alto rendimiento, basada en innovaciones 3D y ferroeléctricas.

En la actualidad, gran parte de las pruebas de Kepler se llevan a cabo en Singapur, donde se encuentra una planta de GlobalFoundries, socio fabricante e inversor que ha contribuido con 50 millones de dólares. Durante los últimos dos años, la startup ha estado implementando lo que denomina «mini fábricas», en las que produce sus chips de memoria en colaboración con los chips de 28 nanómetros de su socio. También han realizado pruebas en las instalaciones de GlobalFoundries en Burlington, Vermont.

Una Respuesta a la Escasez Global de Chips

Kepler y sus inversores consideran que el enfoque de la empresa para la fabricación de chips de memoria es especialmente pertinente en el contexto actual. La escasez global de chips ha evidenciado dos realidades del mercado: la construcción de nuevas fábricas es un proceso costoso y laborioso, y la demanda de ciertos tipos de memoria tiende a ser cíclica. En un entorno donde predominan los centros de datos y la inteligencia artificial, la memoria HBM ha adquirido un papel protagonista.

Grandes fabricantes de memoria como SK Hynix y Micron están invirtiendo enormes sumas en construir fábricas con la esperanza de satisfacer la creciente demanda, confiando en que, incluso cuando estas instalaciones entren en funcionamiento, la industria seguirá buscando soluciones de alto ancho de banda. Debo Olaosebikan, cofundador y CEO de Kepler Computing, señala que, aunque en un principio pensaron en desarrollar primero la SRAM, la rápida evolución del mercado les llevó a avanzar en la HBM de manera paralela.

Un Enfoque Innovador en la Fabricación de Chips

Al no depender de la litografía ultravioleta, Kepler se posiciona como una de las pocas startups que buscan evitar uno de los principales cuellos de botella en la fabricación de semiconductores. Aseguran que pueden producir memoria SRAM con la misma densidad que los chips de 2 o 3 nanómetros, sin la necesidad de inversiones significativas en la tecnología EUV. Ed Kaste, vicepresidente sénior de GlobalFoundries, resalta que el enfoque de Kepler se alinea perfectamente con su estrategia, ya que presenta un nuevo sistema de materiales que puede escalarse sin necesidad de construir nuevas instalaciones o invertir en costosos equipos de litografía.

Maximizando Capacidades Existentes

La propuesta principal de Kepler es que el mercado de la computación acelerada no debería esperar a que se construyan nuevas fábricas para satisfacer sus necesidades. En su lugar, sugieren que se pueden implementar enfoques innovadores para la fabricación de memoria utilizando las instalaciones existentes, lo que podría aumentar la oferta. Su estrategia se basa en dos frentes: la mejora de la memoria HBM y el desarrollo de tecnologías que permiten la integración de más chips de memoria en un espacio reducido, optimizando así el consumo energético durante la transferencia de datos.

Kepler también ha realizado avances en la densidad de la SRAM utilizando materiales ferroeléctricos que permiten la lectura y escritura de datos a tensiones más bajas que los métodos convencionales. Sasi Manipatruni, cofundador y director tecnológico de Kepler, menciona que el equipo ha pasado por múltiples iteraciones de compuestos antes de encontrar el material adecuado que facilite la fabricación de chips de memoria.

Desafíos en el Camino hacia la Producción a Gran Escala

A pesar de los avances significativos, Kepler Computing aún enfrenta desafíos antes de alcanzar la producción a gran escala. Hasta la fecha, la empresa ha probado su tecnología en aproximadamente 2,000 obleas y planea enviar sus primeras muestras de chips HBM a finales de este año, con la intención de aumentar la producción en Singapur y comenzar manufactura en EE. UU. para 2028. Kaste, de GlobalFoundries, expresa confianza en que los avances fundamentales ya se han realizado, y lo que queda es optimizar el rendimiento en miles de obleas y millones de dispositivos.

Sin embargo, uno de los obstáculos que presenta el sistema de materiales de Kepler es la inclusión de hierro en su compuesto, que puede ser un contaminante difícil de manejar en la producción. Kaste advierte que el material debe ser cuidadosamente aislado a lo largo del proceso de fabricación para evitar problemas de contaminación.

Un Futuro Prometedor para Kepler Computing

A pesar de los retos, Olaosebikan se muestra optimista sobre el futuro de Kepler Computing. Aunque no reveló detalles específicos sobre los materiales utilizados, aseguró que la empresa está utilizando un número reducido de compuestos, algunos de los cuales son poco comunes en los ferroeléctricos convencionales. Kepler no es la única startup que busca revolucionar la industria de los semiconductores; otros actores, como Substrate, también están intentando innovar con nuevos enfoques de litografía. Sin embargo, el camino hacia la producción a gran escala de chips que cumplan con especificaciones exigentes es un desafío compartido por toda la industria.

La clave radica en superar las limitaciones relacionadas con la contaminación y la integración de diferentes materiales, de modo que las innovaciones puedan ser aplicadas de manera efectiva a gran escala. La capacidad de Kepler para demostrar la viabilidad de su método de memoria y satisfacer una demanda histórica será crucial para su éxito en el complejo mercado de los semiconductores.