Microelectronica

54 Edición digital / © ATI 2000

Horizonte 2025

NOVATICA / may.-jun. 2000 / Especial 25 aniversario

Tecnología Jesús A. del Álamo
Departamento de Ingeniería Electrónica y Ciencias de la C o m p u t a c i ó n , M a s s a c h u s e t t s I n s t i t u t e o f Technology (MIT)

Traducción: Grupo Mizar Revisión: Ana María Nieda Calvo

Microelectrónica de Si: de la era de los ordenadoresa la era de Internet

1. Introducción
La tecnología de microelectrónica de silicio ha captado la imaginación del mundo. En la prensa «popular» se atribuyen a los diminutos microchips la potenciación de la nueva economía, la transformación de la esencia misma de los negocios y la presencia en casi todas partes, desde las lavadoras a los perros. Si tuviésemos que intentar buscar una única razónpara la enorme popularidad de la tecnología de la microelectrónica de silicio, probablemente habría que buscarla en el mundo de los ordenadores. La figura 1 pone en perspectiva el impacto de la microelectrónica sobre la computación con respecto a otras tecnologías anteriores [1]. Muestra de una forma sencilla el avance de la computación a lo largo del siglo XX: el número de cálculos por segundo quese pueden pagar con 1.000 dólares. También establece las prestaciones de un ordenador en relación con su precio. La historia de la computación comienza a principios de siglo con la lógica mecánica, con enormes y caras máquinas. Se fue progresando lentamente por medio de la lógica electromecánica (básicamente con la utilización de relés) y la lógica de válvulas de vacío. Con la aparición de lostransistores se reduce el tamaño de los ordenadores, aumentando la fiabilidad, reduciendo el coste e incrementando su rendimiento. Con los circuitos integrados, esta progresión se incrementa de una forma explosiva. En los últimos treinta años, desde que se empezaron a utilizar los primeros circuitos integrados para construir ordenadores, el rendimiento de los ordenadores por cada dólar que cuestanha mejorado ¡multiplicándose por un factor de un millón! Sólo hay que comprobar que cualquier ordenador personal en la actualidad es mucho más potente que el ordenador más potente de los años sesenta. Este artículo se adentra en la evolución de la microelectrónica de silicio en los últimos 30 años. Se centra principalmente en la tecnología lógica, la tecnología que se utiliza para hacer circuitosintegrados digitales, como un exponente de las capacidades del sector. En él se describen las tres claves del éxito de la microelectrónica de silicio. También se exponen las barreras que se oponen al progreso futuro de la

microelectrónica lógica en la era de Internet. Termina ofreciendo una visión más amplia de la microelectrónica de silicio en la era de Internet.

2. La microelectrónica desilicio en la era del ordenador
Los microprocesadores modernos tienen millones de transistores muy pequeños. Cuando hablamos del tamaño de un transistor, nos referimos a la longitud de su «puerta» o elemento de control. Como se describirá más adelante, esta dimensión controla muchos de los más importantes elementos del transistor. El resto de las dimensiones del transistor están a escala de ésta.Las puertas de los transistores modernos tienen un tamaño de entre 0.2-0.3 mm. Para podernos hacer una idea, este tamaño equivale al tamaño de un virus normal. En los 30 últimos años, como muestra la figura 2, esta dimensión crítica se ha reducido en dos órdenes de magnitud. En este gráfico, se muestra la longitud de las puertas de los transistores utilizados en los microprocesadores con tecnologíaIntel, desde la introducción de su primer microprocesador en 1971. Se ha escogido Intel porque es un elemento representativo del conjunto de este sector. La ley de Moore Con la reducción cada vez mayor del tamaño de los transistores, la densidad de transistores en los circuitos integrados se ha incrementado muy rápidamente. En realidad se ha incrementado de forma exponencial. En la figura 3 se...