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Desarrollo de circuitos integrados IC
Jul 11, 2017

Con el IC básico ahora en existencia, la siguiente etapa de la historia fue en el desarrollo de circuitos integrados.

Tuvo que convertirse de ser un experimento de laboratorio de alto costo disponible para algunas aplicaciones del lugar a una donde estaba disponible en el bajo costo y para todos los argumentos de la electrónica.

El desarrollo del circuito integrado a su estado actual de uso generalizado tomó muchos años y mucho desarrollo.

Sin embargo, los costos disminuyeron gradualmente y el uso aumentó de manera constante a medida que se desarrollaban más productos para aprovechar la tecnología IC.

 

Desarrollo temprano

Los primeros avances en el desarrollo del CI no fueron fáciles. El alto costo dio una indicación de las dificultades que se estaban encontrando. El rendimiento fue un gran problema. Sólo una cantidad limitada de precisión estaba disponible con los procesos disponibles en ese momento, y esto significaba que sólo una pequeña proporción de los chips funcionaba correctamente. Cuanto más complicado es el chip, menor es la probabilidad de que funcione. Incluso los circuitos con unas pocas decenas de componentes dieron rendimientos de aproximadamente sólo el 10%.

La mayor parte del desarrollo del CI en los años 60 se dedicó a aumentar el rendimiento. Se reconoció que la clave del éxito en este campo radicaba en ser capaz de fabricar ICs económicamente. Esto sólo podría lograrse si el porcentaje de circuitos de trabajo en una oblea se pudiera aumentar significativamente.

La mayor parte del desarrollo y los avances se hicieron en los EE.UU. debido a la cantidad de dinero que estaba disponible para la investigación espacial.

A pesar de esto otros países hicieron una serie de avances significativos. Europa estaba bien en el campo. En el Reino Unido, Plessey había emprendido una gran cantidad de trabajos preparatorios para el Royal Radar Establishment. Otras compañías como Ferranti, Teléfonos y Cables Estándar (STC) y Mullard (ahora parte de Philips, que a su vez ha cambiado a NXP) se unieron al club IC. Otros países de Europa vieron un interés similar por estos nuevos dispositivos.

Japón, que se está convirtiendo rápidamente en una fuerza muy importante en la economía mundial, vio la importancia de la tecnología de semiconductores. En la mayoría de las áreas de investigación de los primeros transistores de producción a la tecnología de IC en sí eran sólo dos años detrás de los EE.UU. Una de las primeras empresas japonesas en producir CI fue la Nippon Electric Company, NEC que introdujo sus primeros productos en el mercado en 1965.

Conscientes de las enormes cantidades de investigación que se necesitarían para ganar un liderazgo mundial, cinco de los mayores fabricantes de IC japoneses cooperaron en una empresa de investigación conjunta con el Gobierno en 1975. Este esquema pagó enormes dividendos colocando a algunas de estas empresas en la cima de las tablas de ventas de IC.

 

Nuevas tecnologías IC desarrolladas

Todos los primeros trabajos sobre la tecnología IC se habían realizado utilizando la tecnología bipolar. Muy pronto se encontró que la disipación de calor era el factor más importante que limitaba el desarrollo del tamaño y la complejidad de los CI. Con el número de componentes en un IC que se empaqueta en un área muy pequeña, los problemas de calor eran muchos órdenes de magnitud peores que si el circuito se hubiera construido usando componentes discretos.

Inicialmente, el trabajo se concentró en encontrar maneras más eficientes de eliminar el calor, pero esto sólo dio un éxito limitado. Pronto se hizo evidente que era necesario un enfoque más revolucionario para que los niveles de integración aumentaran.

La respuesta a los avances para el desarrollo del circuito integrado se produjo en forma de una nueva tecnología de transistores. Fabricado por primera vez en 1963 el transistor de efecto de campo tenía grandes ventajas en que la puerta consumió virtualmente ninguna corriente. Además, el canal tenía una resistencia "on" relativamente baja y una resistencia "off" alta. Esto lo hizo ideal para aplicaciones digitales donde el consumo de corriente podría reducirse en muchos órdenes de magnitud.

Texas Instruments volvió a liderar el camino y fueron la primera compañía en lanzar un dispositivo MOS al mercado en 1966. Su primer dispositivo fue un convertidor binario a decimal, pero muchos otros siguieron poco después.

 

Nuevos niveles de integración

Como la tecnología MOS había superado en gran medida el problema de la disipación del calor, el camino estaba abierto para el desarrollo de niveles mucho más altos de integración.

El progreso en este campo del desarrollo de circuitos integrados fue muy rápido. Sólo un año después de que Texas lanzara su primer dispositivo, Fairchild tomó la delantera al fabricar un dispositivo con más de mil transistores. El chip era una RAM de 256 bits y fue el primer intento importante de conquistar el dominio de la memoria del núcleo magnético que se utilizaba en las computadoras en este momento.

Si bien fue un hito en la tecnología de semiconductores el dispositivo no fue un éxito comercial. El chip era aproximadamente el doble de caro que la memoria de núcleo tradicional y no se vendía. Sin embargo, mostró la forma en que la tecnología de semiconductores era el progreso. Sólo cuando se lanzaron RAM de 1 kbit, los dispositivos semiconductores comenzaron a mostrar una ventaja.

 

A medida que avanzaba la década de 1970 la tecnología MOS se convirtió en el formato dominante para los CI. Aunque los IC lineales ganaban popularidad y se introdujeron fichas como el famoso amplificador operativo 741, fue la tecnología MOS la que dominó el mercado. Los niveles de la integración continuaron aumentando y las nuevas ideas comenzaron a desarrollarse en las mentes de los diseñadores del IC.