Cuando pensamos en Silicon Valley vienen a la mente imágenes de las grandes compañías que hoy controlan la mayor parte de Internet, de la cuna de muchas innovaciones que disfrutamos hoy en día y en algunos personajes que han marcado la historia de las últimas 5 décadas.

Y aunque esta imagen de Silicon Valley como un nido de la innovación está hoy por hoy muy relacionada con la tecnología, lo cierto es que muchos de los desarrollos que tuvo la región se debieron en gran medida también a grandes desarrollos científicos de la época.

Desde invenciones hasta ingeniería aplicada, la tecnología siempre se ha mantenido a la vanguardia de los avances científicos. Esta tradición se mantiene hasta hoy en día, ya que muchas compañías usan la ciencia como base para desarrollar más y mejores productos. 

Todo empezó con un oscilador

Antes de la burbuja de los puntocom, e incluso antes de la revolución del silicio, la empresa que hoy conocemos como HP (Hewlett-Packard) dio un salto importante en el mundo de sonido y audio. En 1939, Bill Hewlett y David Packard alquilaron un garaje en Palo Alto, una de las ciudades que hoy conforman Silicon Valley.

Este el oscilador HP 200A. Imagen: Wikimedia

Ellos dos desarrollaron un oscilador de audio cuya revolución principal era utilizar un bombillo incandescente como resistencia dentro del circuito. Gracias a su entendimiento de la resistencia eléctrica y la creación de audio, Hewlett y Packard crearon un oscilador de baja distorsión y también mucho más barato, que patentaron en 1939. 

Mientras que otros osciladores costaban alrededor de 200 dólares en la época, Hewlett-Packard vendió su oscilador por 89 dólares. Su fuerte entendimiento en ingeniería eléctrica le permitió crear un producto no solamente superior, sino además más barato que la competencia y le entregó una fuerte ventaja en el mercado.

De hecho, este oscilador –conocido como HP 200A y 200B– llegó hasta las oficinas de producción de Disney Walt Studios. Con 8 osciladores HP 200B, Disney pudo producir el primer sonido estéreo envolvente del mundo que luego usó en Fantasía, su popular filme animado de 1940.

Adiós germanio, hola Silicio 

La cultura de innovación y búsqueda propuesta por Silicon Valley en muchos casos está basada en buscar mejores soluciones a problemas bien conocidos. El mundo de los semiconductores no fue descubierto en un solo lugar y las diferentes implementaciones en el proceso de su fabricación eran distintas en la segunda mitad del siglo XX.

Robert Noyce, un físico de Iowa apasionado por el mundo de los semiconductores y los transistores, llegó a Silicon Valley en 1956 para unirse a Shockley Semiconductors. William Shockley, su fundador, creó junto con John Bardeen y Walter House Brattain el primer transistor funcional en Bell Labs. Este desarrollo les valió el Premio Nobel de Física en 1956.

Así luce un transistor de silicio a gran escala. El cuadrado de la izquierda es el transistor, y es mucho más grande que los transistores en nuestros dispositivos. Imagen: Wikimedia

Noyce abandonó Shockley apenas un año después para cofundar Fairchild Semiconductors. En esta empresa él fue la persona que desarrolló el circuito integrado moderno basado en avances en el tratamiento de silicio. En esta época la mayoría de semiconductores estaban fabricados en germanio, pero Noyce patentó un circuito en silicio, cuyas partes se comunicaban por medio de cobre.

De nuevo, esta ventaja en el conocimiento de circuitos y su fabricación significó que Fairchild fuera la empresa de semiconductores más importante de la época, y que uno de sus clientes principales fuera la Nasa, con el programa lunar Apollo.   

Una mente brillante  

Y es que, aunque en ocasiones Silicon Valley crea talento, en muchas otras la región también sabe atraer talento. Mohamed Atalla fue un ingeniero y fisicoquímico de origen egipcio pero que vivió gran parte de su vida en Estados Unidos. Durante su paso por Bell Labs, Atalla diseñó e inventó los transistores llamados Mosfet. 

Su nombre proviene de metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (transistor de efecto de campo semiconductor de óxido de metal), y su ventaja principal es que son transistores que pueden ser miniaturizados y producidos a gran escala. Aunque para muchos este ha sido unos de los inventos más importantes de la época, el nuevo desarrollo de Atalla generó más furor en Fairchild y Hewlett-Packard que en Bell Labs.  

La invención del Mosfet es definida por la Oficina de patentes y marcas registradas de Estados Unidos como “una innovación que transformó la vida y la cultura en todo el mundo”.    

Esto provocó que Atalla se mudara a la costa oeste de los Estados Unidos, y encontró su nueva casa en la recientemente creada división de semiconductores de HP, en Silicon Valley. Tener un científico de la talla de Atalla tuvo muchos resultados positivos. Dentro de esto se incluye el desarrollo comercial de los diodos emisores de luz, o LED.   

Litio y baterías

Y aunque pudiera pensarse que este alto rendimiento científico es una referencia histórica, lo cierto es que hoy en día todavía juega un papel importante. Tesla –el fabricante de autos eléctricos más grande– debe gran parte de su éxito a ventajas que nacen de la investigación y desarrollo de su división científica. 

Una batería alcalina, a la derecha, comparada con una batería 18650 usada en los vehículos de Tesla. Con su nueva tecnología, Tesla será capaz de tener baterías con tamaño similar pero con mucha más capacidad. Imagen: Wikimedia

Las baterías recargables son sin duda alguna uno de los componentes más importantes para un automóvil eléctrico, y Tesla ha logrado mejorar un diseño que lleva décadas con nosotros. Al igual que las baterías de nuestros teléfonos, las baterías de un automóvil están basadas en el ión de litio.

En una batería de litio, los iones de litio se mueven desde un electrodo negativo hacia uno positivo durante el proceso de descarga, e inversamente durante la carga. Por años, uno de los puntos de desarrollo más importante ha sido cómo aumentar la densidad de las baterías sin que se vuelvan exageradamente grandes o pesadas. 

Tesla, conociendo muy bien el proceso de ion de litio, ha desarrollado una batería en la que se elimina un componente que separa las células por donde se mueven los iones de litio. En palabras sencillas, Tesla logró remover un componente entero y ahora podrá usar ese espacio extra para incrementar densidad, potencia y durabilidad de las baterías de sus carros eléctricos.     

Colombia también debe hacer ciencia

Si algo tienen en común todos estos desarrollos es que todos están fundamentados fuertemente por avances científicos desarrollados en paralelo. La manipulación del silicio y el cobre no pudo ser logradas sin ciencia en la que se apoyaran los nuevos procesos productivos.

En muchos casos, las ventajas competitivas de las empresas en Silicon Valley vienen de la división de Investigación y Desarrollo. La investigación científica puede tener como resultado procesos no solamente mejores, sino también más baratos, como en el caso del oscilador de Hewlett-Packard. 

Si Colombia como país quiere florecer como el Silicon Valley de la región, el desarrollo científico debe tomar un papel igual de relevante. Esto, a su vez, debe estar apoyado por condiciones laborales y económicas que propicien la búsqueda científica. Colombia tiene talentos como Diana Trujillo, quien ha liderado misiones de la Nasa en Marte; es un orgullo para el país, pero el problema es que esté allá y no acá en Colombia.

Reducir cifras como el 22,5 % de desempleo juvenil y la incertidumbre de los recién graduados ayudará sin duda alguna a que muchos talentos de todas las áreas del conocimiento prefieran quedarse a innovar en Colombia y no en otros países. Y con talento científico, Colombia podrá verdaderamente aspirar a ser el Silicon Valley de América Latina. 


Algunos avances de la ciencia y los desarrollos que han permitido

Avances Tecnologías
Proceso planar Fue desarrollado por Fairchild. Es el proceso que permite construir circuitos de cobre en superficies de silicio. Todos los chips modernos son fabricados usando este proceso.
Óptica y diodos Los diodos emisores de luz, o LED, están en bombillos, televisores, teléfonos y la mayoría de pantallas que utilizamos hoy en día.
Mosfet La base de los transistores modernos presentes en los chips. Es el dispositivo más fabricado en la historia de la humanidad, con 13 sixtillones (1,3 x 10^22) producidos entre 1960 y 2018.
Memoria MOS Precursora de la memoria RAM, la memoria MOS fue desarrollada en Fairchild y comercializada por IBM e Intel.
Transistor Desarrollado por William Shockley y perfeccionado por Mohamed Atalla. Los transistores son el componentes más importantes de la computación moderna. El primer chip comercial de la historia, el Intel 4004, tenía 2.225 transistores. El chip de la GA100 Ampere, en 2020, tiene 54.000 millones de transistores.
Interacción con computadores Douglas Engelbart creó el ratón (o mouse) moderno en el Instituto de Investigación de Stanford para mejorar la interacción entre personas y computadores. De la misma forma, creó el formato de hipertexto y los presentó juntos en 1968.
Neurobiología Neuralink es una de las primeras empresas de biotecnología en intentar conectar el cerebro con un chip para crear una interfaz unificada en cualquier persona que lo desee. Ya ha tenido éxito conectando sus chips con cerebros de cerdos.
Síntesis de genes Una empresa llamada Atum es capaz de sintetizar material genético y proteínas gracias a su tecnologia GeneGPS. Hoy por hoy es usada por universidades, gobiernos e industrias como la farmacéutica, química y agrícola
Rayos X El Laboratorio Nacional de Aceleradores (Slac), en la Universidad de Stanford, ha ayudado al desarrollo de nuevas terapias contra enfermedades como la enfermedad de Alzheimer, el melanoma y otros tipos de cancer.

Imagen principal: ThisisEngineering RAEng en Unsplash