creado en abril de 1949, el ingeniero alemán Werner Jacob.
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 un encapsulado de
plástico o cerámica. El encapsulado posee conductores metálicos apropiados para
hacer conexión entre la pastilla y un circuito impreso.
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 mas.
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. Todo ello se encapsula, en
cápsulas plásticas o metálicas, dependiendo de la disipación de energía
calórica requerida. En muchos casos, la cápsula no está "moldeada",
sino que simplemente se cubre el circuito con una resina epoxi para
protegerlo. En el mercado se encuentran circuitos híbridos para aplicaciones en
módulos de radio frecuencia (RF), fuentes de alimentación, circuitos
de encendido para automóvil, etc.
Atendiendo al nivel de integración -número de componentes-
los circuitos integrados se pueden clasificar en:
-SSI (Small Scale Integration) pequeño nivel: de 10 a
100 transistores
-MSI (Medium Scale Integration) medio: 101 a 1.000
transistores
-LSI (Large Scale Integration) grande: 1.001 a 10.000
transistores
-VLSI (Very Large Scale Integration) muy grande: 10.001
a 100.000 transistores
-ULSI (Ultra Large Scale Integration) ultra grande:
100.001 a 1.000.000 transistores
-GLSI (Giga Large Scale Integration) giga grande: más de
un millón de transistores
En cuanto a las funciones integradas, los circuitos se
clasifican en dos grandes grupos:
Circuitos integrados analógicos.
Pueden constar desde simples transistores encapsulados
juntos, sin unión entre ellos, hasta circuitos completos y funcionales, como amplificadores, osciladores o
incluso receptores de radio completos.
Circuitos integrados digitales.
Pueden ser desde básicas puertas lógicos (AND, OR,
NOT) hasta los más complicados microprocesadores o microcontroladores.
Algunos son diseñados y fabricados para cumplir una función
específica dentro de un sistema mayor y más complejo.
En general, la fabricación de los CI es compleja ya que
tienen una alta integración de componentes en un espacio muy reducido, de forma
que llegan a ser microscópicos. Sin embargo, permiten grandes simplificaciones
con respecto los antiguos circuitos, además de un montaje más eficaz y rápido.
Los circuitos eléctricos disipan potencia. Cuando el número
de componentes integrados en un volumen dado crece, las exigencias en cuanto a
disipación de esta potencia, también crecen, calentando el sustrato y
degradando el comportamiento del dispositivo. Además, en muchos casos es
un sistema de realimentación positiva, de modo que cuanto mayor sea la temperatura,
más corriente conduce, fenómeno que se suele llamar "embalamiento térmico"
y, que si no se evita, llega a destruir el dispositivo. Los amplificadores de audio y
los reguladores de tensión son proclives a este fenómeno, por lo que suelen
incorporar protecciones térmicas.
- LIMITES EN LOS COMPONENTES
Los componentes disponibles para integrar tienen ciertas
limitaciones, que difieren de las de sus contrapartidas discretas.
Resistores. Son indeseables por necesitar una gran cantidad
de superficie. Por ello sólo se usan valores reducidos y en tecnologías MOS se
eliminan casi totalmente.
Condensadores. Sólo son posibles valores muy
reducidos y a costa de mucha superficie. Como ejemplo, en el amplificador
operacional μA741, el condensador de estabilización viene a ocupar un cuarto
del chip.
Inductores. Se usan comúnmente en circuitos de
radiofrecuencia, siendo híbridos muchas veces. En general no se integran.
Durante el proceso de fabricación de los circuitos
integrados se van acumulando los defectos, de modo que cierto número de
componentes del circuito final no funcionan correctamente. Cuando el chip
integra un número mayor de componentes, estos componentes defectuosos
disminuyen la proporción de chips funcionales. Es por ello que en circuitos de memorias, por ejemplo, donde
existen millones de transistores, se fabrican más de los necesarios, de manera
que se puede variar la interconexión final para obtener la organización
especificada.
LOS PRINCIPALES FABRICANTES DE MICROPROCESADORES
*MOTOROLA: Fabrica
de dispositivos semiconductores fundada en 1928 por PAUL GALVIN en Chicago. Su
primer producto permitió que los radios domésticos usaran la corriente
doméstica en lugar de baterías. En los años 30 fabricó radios para automóviles
y en 1947 MOTOROLA se formó como compañía, con el tiempo produjo televisores,
equipos de radio telefonía y equipos de sonido. Esta compañía es la fabricante
del microprocesador 68000
*INTEL: INTEL CORPORATION Es una fabrica
líder de dispositivos semiconductores que fue fundada en 1968 por BOB NOYCE y
GORDEN MORE en MOUNTAIN VIEW, California. Un año mas tarde introdujo su primer
producto un chip RAM bipolar estático de 64 bits. Para 1971 los chips de
memoria comenzaron a reemplazar los núcleos de ferrita. Intel fue la empresa
que inventó el microprocesador en 1971 con el nombre de chip 4004 y su primer
gran éxito fue el microprocesador 8086. Intel produce además circuitos
electrónicos con aplicaciones especiales para la industria
*HEWLETT-PACKARD: Compañía
fabricante de computadoras fundada en el año de 1939 por WILLIAM HEWLETT y
DAVID PACKARD en California, su primer gran cliente fue WALT DISNEY STUDIOS, a
quien le vendió elementos para desarrollar el sonido de sus películas. En 1966
entró al campo de computadoras con la 2116 A la primera de la familia HP 1000,
para la supervisión y control de procesos. En 1972 lanzó la serie HP 3000 un
sistema multiusuario de gran rendimiento y fiabilidad. En ese mismo año lanzó
su primera calculadora electrónica que remplazó la regla de cálculo la HP-35,
en 1982 presentó la primera estación de trabajo la HP 9000, también desarrollo
su primera PC LA HP TOUCHSCREEN 150 de modesta aceptación, y en 1985 la primera
286 con MSDOS llamada VECTRA compatible con IBM. En 1984 desarrollo la primera
impresora LASER JET, creando un estándar para la industria. Hoy en día es una
compañía líder en la fabricación y comercialización de impresoras de alta
calidad.
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Fecha
|
Nombre
|
Promotor
|
Reloj
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Proceso
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|
2010
|
POWER7
|
IBM
|
3-4.14 GHz
|
45 nm
|
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2010
|
Itanium "Tukwila"
|
Intel
|
2 GHz
|
65 nm
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|
2010
|
Opteron "Magny-Cours"
|
AMD
|
1.7-2.4 GHz
|
45 nm
|
|
2010
|
Xeon "Nehalem-EX"
|
Intel
|
1.73-2.66 GHz
|
45 nm
|
|
2010
|
z196
|
IBM
|
3.8-5.2 GHz
|
45 nm
|
|
2010
|
SPARC T3
|
Sol
|
1,6 GHz
|
45 nm
|
|
2010
|
SPARC64 VII +
|
Fujitsu
|
2.66-3.0 GHz
|
45 nm
|
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2010
|
Intel "Westmere"
|
Intel
|
1.86-3.33 GHz
|
32 nm
|
|
2011
|
Intel "Sandy Bridge"
|
Intel
|
1.6-3.4 GHz
|
32 nm
|
|
2011
|
AMD Fusion
|
AMD
|
1.0-1.6 GHz
|
40 nm
|
|
2011
|
Xeon E7
|
Intel
|
1.73-2.67 GHz
|
32 nm
|
|
2011
|
SPARC64 VIIIfx
|
Fujitsu
|
2,0 GHz
|
45 nm
|
|
2011
|
AMD FX "Bulldozer"
|
AMD
|
3.1-3.6 GHz
|
32 nm
|
|
2011
|
SPARC T4
|
Oráculo
|
De 2,8 a 3 GHz
|
40 nm
|
