4.1: Introducción a la tecnología de fabricación de CI

Última actualización
Guardar como PDF

Page ID: 86529

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

Empecemos por echar un vistazo al estado de la industria, y comentar algunas tendencias. La figura\(\PageIndex{1}\) es una gráfica de las ventas de IC en Estados Unidos durante los últimos 30 años. ¡Este podría no ser un mal campo en el que meterse! A lo mejor habrá uno o dos empleos ahí fuera cuando estés listo para graduarte.

Figura\(\PageIndex{1}\): Crecimiento del negocio de CI en Estados Unidos

Entre 1960 y 2000, las ventas de IC en miles de millones de dólares han crecido de manera bastante constante de menos de 0.01 a 100. — Figura\(\PageIndex{1}\): Crecimiento del negocio de CI en Estados Unidos

Se ha producido un cambio constante de la tecnología bipolar a MOS como se muestra en la Figura\(\PageIndex{2}\). Actualmente, alrededor del 90% del mercado está compuesto por dispositivos MOS, y sólo alrededor del 10% del bipolar. Es probable que este sea el caso durante algún tiempo por venir. El cambio en la pendiente, donde MOS comienza a tomar el relevo de bipolar a un ritmo más rápido alrededor de 1987, es cuando la tecnología CMOS realmente comenzó a entrar en uso intensivo. En ese punto, la lógica TTL bipolar esencialmente se desvaneció a cero.

Figura\(\PageIndex{2}\): Porcentaje de ventas de CI compuestas por MOS versus tecnologías bipolares

Entre 1980 y 2000, los dispositivos MOS pasan de representar aproximadamente la mitad del negocio de IC en comparación con los transistores bipolares a aproximadamente 90%. Este cambio aumenta más rápidamente después de 1987. — Figura\(\PageIndex{2}\): Porcentaje de ventas de CI compuestas por MOS versus tecnologías bipolares

Como probablemente sepa, los dispositivos se han ido haciendo cada vez más pequeños, y los chips se han ido haciendo cada vez más grandes con el tiempo. Una gráfica de lo más impresionante es aquella que muestra el número de componentes/chip en función del tiempo:

Figura\(\PageIndex{3}\): Número de transistores por chip a lo largo de los tiempos

Entre 1970 y 1980, el número de componentes por chip aumentó de 1000 a casi 100,000. De 1980 a 2000, el número de componentes por chip aumentó a poco más de mil millones. — Figura\(\PageIndex{3}\): Número de transistores por chip a lo largo de los tiempos

Uno de los principales impulsores para esto ha sido el tamaño de la característica, que muestra el mismo comportamiento casi exponencial que los componentes/chip. Esto se traza en Figura para su educación. Lo que es interesante notar al respecto es que ciertos “dichos fatales” han estado pronosticando una abrupta parada a esta curva desde hace algún tiempo. Es lógico pensar que no se puede visualizar algo que es más fino que\(\lambda\), la longitud de onda de la luz con la que se utiliza para proyectarlo. Sin embargo, al ir al ultravioleta, y usar una variedad de técnicas de mejora de imagen, los ingenieros litográficos continúan siendo capaces de hacer estructuras cada vez más finas.

Figura\(\PageIndex{4}\): Tamaño de la función con el tiempo

De 1960 a 1990, el tamaño mínimo de característica en micrómetros disminuye de 50 a aproximadamente 1. De 1990 a 2000, este tamaño mínimo disminuye a poco más de 0.1. — Figura\(\PageIndex{4}\): Tamaño de la función con el tiempo