La revolución VLSI

¿Podemos todos imaginar un día sin nuestros teléfonos inteligentes? ¿O dejar de usar lavadoras y televisores y otros aparatos electrónicos de consumo? 

La mayoría de nosotros no podemos. No es de extrañar, ya que vivimos en un mundo que está pasando por una revolución tecnológica constante cada diez años. Este artículo trata sobre uno de los campos laborales más importantes para los ingenieros electrónicos, el mundo de VLSI. La electrónica de consumo sin la cual nuestra vida sería aburrida nació gracias a esta tecnología. 

La mayoría de nosotros somos conscientes de que las primeras formas de circuitos integrados fueron los flip flops que inventó Jack Kilby y, a lo largo de los años, los componentes electrónicos han sufrido una gran transformación, desde el uso de tubos de vacío simples y voluminosos hasta semiconductores más efectivos. Pero en el pasado, a medida que crecía la demanda de los consumidores, a los ingenieros les resultaba difícil acomodar más circuitos. Así, se desarrolló el arte de la integración de circuitos. 

Para aquellos que os preguntáis cómo genera empleo este campo y qué tipo de sectores aplican esta tecnología, aquí tenéis un pequeño ejemplo. Veremos el proceso de fabricación de VLSI en la industria más popular, la industria de SMARTPHONE. 

Smart Phone: 
Cuando cogemos cualquier smartphone y lo desmontamos, en la parte trasera lo más probable es que encontremos la antena GPS, MIMO (múltiples entradas múltiples salidas) y WIFI. A continuación, en el interior podemos encontrar la batería y el marco negro que cubre las partes adyacentes de la batería. A veces vienen en dos partes unidas por tornillos. Una vez que se retira el marco medio, toda la placa base se vuelve visible. Vienen con láminas o placas de metal que básicamente disipan el calor de los circuitos integrados en la parte inferior. La placa base alberga la cámara frontal y trasera. La placa base de la mayoría de los dispositivos electrónicos de consumo parece extremadamente complicada. Ambos lados de la placa base contienen muchos circuitos integrados. 

Por ejemplo, algunos chips básicos que podrían estar presentes son IC de administración de energía, IC de craqueo de envolvente, interruptor de enrutamiento (para su conexión a Internet) y algunos amplificadores de potencia. También hay almacenamiento flash para la memoria (aunque en las versiones anteriores de un teléfono celular podría haber tenido EEPROM o EPROM, el flash es extremadamente popular ahora). En la mayoría de los teléfonos en estos días, los circuitos integrados defectuosos no se pueden reemplazar individualmente y, por lo tanto, cualquier problema con los circuitos integrados requiere cambiar toda la placa base. Se fabrican utilizando la tecnología VLSI, se fabrican y ensamblan en varias partes del mundo. 

El proceso en resumen: 
Hagamos un pequeño recorrido por este proceso. Digamos que entramos en una empresa de semiconductores que ha estado fabricando chips. ¿Qué entra en el proceso? Primero, comienza con el diseño del circuito y el cumplimiento de los requisitos. 
Entonces la base tiene que estar lista. Las obleas de silicio se obtienen a partir de sílice (arena) y después de realizar todo el proceso de limpieza inicial, se envían para su posterior fabricación. El circuito diseñado se copia en la oblea mediante un proceso ‘fotolitográfico’. 

Algunos de los pasos son los siguientes: 

1. Diseño de circuito 
    
2. Definición de arquitectura. 
    
3. Identificación de la interconexión 
    
4. Diseño lógico (descripción RTL) 
    
5. Diseño físico 
    
6. Embalaje después de la fabricación

Estos pasos son solo una pequeña idea del proceso, mientras que la tecnología original tiene mucho trabajo por hacer. Por lo tanto, el futuro de VLSI y la tecnología asociada parece lo suficientemente brillante, y mientras la cantidad de transistores aumente cada dos años (como predijo Gordon Moore), y mientras la demanda de los consumidores siga creciendo, este sector seguirá creciendo y prosperando.