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C H I P S D E S I L I C I O Y M I C R O P R O C E S A D O R E S

La evolución tecnológica producida en los últimos tiempos nos ha proporcionado muchos avances en ciertos campos de la actividad humana. Una de estas áreas ha sido la informática, cuyo desarrollo ha ido progresando enormemente gracias a adelantos tan importantes como el de la fabricación de los chips o de los microprocesadores, que se inició a finales de la década de 1960. Logros como estos nos permitieron mejorar el funcionamiento de los ordenadores y de otros aparatos, al tiempo que se reducía considerablemente su tamaño, en un proceso que continúa con una tendencia constante en la actualidad.

CHIPS DE SILICIO

Los circuitos integrados se fabrican con unas delgadas obleas de silicio de tipo p que se obtienen a partir de cristales de cuarzo cortados en forma de cilindro. Los chips contienen diversos elementos (transistores, válvulas, resistencias, condensadores, diodos y conexiones) y se fabrican mediante un procedimiento fotográfico que permite o evita la acción de ácidos corrosivos.

TAMAÑO Y CAPACIDAD

Un chip integra millones de componentes individuales en un reducido tamaño (tan pequeño que puede pasar por el ojo de una aguja). Gracias a estas dimensiones se disminuye la necesidad de energía y el sistema resulta más rápido y eficiente.

EL IMPACTO DE LOS MICROPROCESADORES

En la década de 1970 surge el microprocesador, un chip que actúa como unidad central de proceso del ordenador y que incorpora un sistema de circuitos y memoria adicionales. Su reducido tamaño posibilita además la fabricación de sistemas informáticos más pequeños, utilizados en impresoras, coches o aviones.

ARQUITECTURA DEL MICROPROCESADOR

Las partes esenciales de un microprocesador son los registros, la sección de control que decodifica los programas, los buses que transportan información digital, y la unidad aritmética/lógica que proporciona la capacidad de cálculo y de tomar decisiones lógicas.

Un circuito integrado (CI), también conocido como chip o microchip, es una pastilla pequeña de material semiconductor, de algunos milímetros cuadrados de área, sobre la que se fabrican circuitos electrónicos generalmente mediante fotolitografía y que está protegida dentro de unencapsulado de plástico o cerámica. El encapsulado posee conductores metálicos apropiados para hacer conexión entre la pastilla y un circuito impreso.

Avances en los circuitos integrados

Los avances que hicieron posible el circuito integrado han sido, fundamentalmente, los desarrollos en la fabricación de dispositivos semiconductores a mediados del siglo XX y los descubrimientos experimentales que mostraron que estos dispositivos podían reemplazar las funciones de las válvulas o tubos de vacío, que se volvieron rápidamente obsoletos al no poder competir con el pequeño tamaño, el consumo de energía moderado, los tiempos de conmutación mínimos, la confiabilidad, la capacidad de producción en masa y la versatilidad de los CI.

Entre los circuitos integrados más complejos y avanzados se encuentran los microprocesadores, que controlan numerosos aparatos, desde computadoras hasta teléfonos móviles y hornos microondas. Los chips de memorias digitales son otra familia de circuitos integrados, de importancia crucial para la moderna sociedad de la información. Mientras que el costo de diseñar y desarrollar un circuito integrado complejo es bastante alto, cuando se reparte entre millones de unidades de producción, el costo individual de los CIs por lo general se reduce al mínimo. La eficiencia de los CI es alta debido a que el pequeño tamaño de los chips permite cortas conexiones que posibilitan la utilización de lógica de bajo consumo (como es el caso de CMOS), y con altas velocidades de conmutación

A medida que transcurren los años, los circuitos integrados van evolucionando: se fabrican en tamaños cada vez más pequeños, con mejores características y prestaciones, mejoran su eficiencia y su eficacia, y se permite así que mayor cantidad de elementos sean empaquetados (integrados) en un mismo chip (véase la ley de Moore). Al tiempo que el tamaño se reduce, otras cualidades también mejoran (el costo y el consumo de energía disminuyen, y a la vez que aumenta el rendimiento). Aunque estas ganancias son aparentemente para el usuario final, existe una feroz competencia entre los fabricantes para utilizar geometrías cada vez más delgadas. Este proceso, y lo esperado para los próximos años, está muy bien descrito por la International Technology Roadmap for Semiconductors.

Tipos

Existen al menos tres tipos de circuitos integrados:

 Circuitos monolíticos: Están fabricados en un solo monocristal, habitualmente de silicio, pero también existen en germanio,arseniuro de galio, silicio-germanio, etc.

 Circuitos híbridos de capa fina: Son muy similares a los circuitos monolíticos, pero, además, contienen componentes difíciles de fabricar con tecnología monolítica. Muchos conversores A/D y conversores D/A se fabricaron en tecnología híbrida hasta que los progresos en la tecnología permitieron fabricar resistores precisos.

 Circuitos híbridos de capa gruesa: Se apartan bastante de los circuitos monolíticos. De hecho suelen contener circuitos monolíticos sin cápsula, transistores, diodos, etc, sobre un sustrato dieléctrico, interconectados con pistas conductoras. Los resistores se depositan por serigrafía y se ajustan haciéndoles cortes con láser.

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