Características de los circuitos integrados

El circuito integrado (IC) es una de las cosas más complejas jamás hechas. Consisten en pequeños cuadrados de silicio, impresos con patrones microscópicos. Los patrones pueden contener cientos de millones de transistores, resistencias y otras partes electrónicas. Baratos y omnipresentes, alimentan nuestras PC, teléfonos celulares y reproductores de música. Hacen que todo, desde hornos tostadores hasta automóviles, sea más eficiente. A medida que los diseñadores de chips continúan mejorando el estado del arte, exprimen más funcionalidad en paquetes cada vez más pequeños.

Materiales

Los circuitos integrados están hechos de materiales semiconductores, que están a medio camino entre los buenos conductores, como el cobre, y los aislantes, como el plástico. El silicio es el favorito actual. El silicio ultrapuro se mezcla con cantidades pequeñas y precisas de otros elementos para crear materiales electrónicos con diferentes características.

Embalaje

El chip del circuito integrado es demasiado pequeño y delicado para manipularlo directamente. Cada chip se une a un conjunto de diminutos cables de oro o aluminio y se coloca en un bloque plano de plástico o cerámica. El bloque tiene pasadores de metal en el exterior, que conducen a los cables en el interior. Los pines forman una sólida conexión mecánica y eléctrica con otros componentes de un sistema. El bloque de plástico protege el chip IC y ayuda a mantenerlo fresco. El nombre del fabricante y el número de pieza suelen estar impresos en la parte superior.

Los circuitos integrados vienen en una variedad de tipos de paquetes. Los chips simples vienen en un paquete de doble línea o DIP. Estos son rectángulos largos con cuatro, siete, ocho o más pines en cada lado. A medida que ha crecido la complejidad del chip, los diseñadores han agregado más pines. Algunos chips de microprocesador tienen cientos de pines. Estos están dispuestos en filas ordenadas en la parte inferior del chip.

Tamaño

El tamaño del chip de circuito integrado real varía de 1 mm cuadrado a más de 200. El paquete de plástico que contiene el chip es varias veces más grande. Su grosor puede variar desde una fracción de milímetro hasta unos pocos milímetros.

Densidad

En 2009, los transistores en algunos chips de computadora miden 45 nanómetros (mil millonésimas de metro) de lado. Estos chips tienen más de 100 millones de transistores. Desde la década de 1960, la industria de los semiconductores ha logrado duplicar la cantidad de transistores en un chip cada dos años, una tendencia conocida como Ley de Moore. A medida que aumenta el número de transistores, también lo hace la funcionalidad del chip.

Integración

Los dispositivos discretos, como los transistores y los LED, están hechos de chips de silicio individuales. Los circuitos integrados obtienen su nombre porque combinan muchos dispositivos diferentes en el mismo chip. Dado que los transistores en un chip son tan pequeños, muchas subfunciones que solían realizar muchos chips ahora las realiza uno solo. Un microcontrolador, por ejemplo, incorpora un microprocesador completo, memoria e interfaz, todo en el mismo dispositivo.