Descripción

La disciplina de la microelectrónica ha desempeñado un papel fundamental en la configuración de la industria electrónica, así como de industrias relacionadas que dependen de componentes y subsistemas electrónicos. En un ámbito donde los cambios ocurren con frecuencia y de manera espectacular, los temas constantes que han persistido son la miniaturización, el aumento de la velocidad, la reducción del consumo de energía y la reducción de costos. Estos efectos han resultado en una mayor demanda de microelectrónica en todos los sectores de productos de consumo, industriales y militares. Los avances en la fabricación han permitido que estos dispositivos se produzcan en volúmenes muy altos, lo que reduce el costo por dispositivo.

A su vez, el menor costo alimenta la demanda futura que empuja a la industria a una mayor miniaturización y mayor volumen de fabricación. La combinación de tamaño reducido, mayor velocidad y mayor capacidad de los dispositivos microelectrónicos fue observada por primera vez por Gordon E. Moore (el legendario presidente de Intel), quien durante la década de 1960 comentó que el tamaño de las características de los transistores semiconductores se reducía en un 10 por ciento por año. De hecho, la reducción ha sido aún más dramática que eso. La capacidad de los circuitos integrados de memoria dinámica de acceso aleatorio (DRAM) se ha cuadruplicado aproximadamente cada tres años. El aumento de la densidad de los transistores contenidos en los dispositivos microelectrónicos ha resultado en un fenómeno de virtualmente poder de cómputo gratuito.

La revolución digital de la década de 1980 marcó el comienzo de la llamada era de la información, y con ella vino un crecimiento sustancial de los sistemas de registro de datos, principalmente asociados con la computadora de escritorio. La transición a los sistemas digitales está lejos de completarse, pero ya ha tenido un impacto de gran alcance. Quizás lo más importante es la usabilidad casi universal de la información digital. Cualquier forma de expresión que pueda cuantificarse puede convertirse en un flujo de bits digital y transportarse junto con cualquier otro tipo de expresión. Las computadoras manipulan datos y, en este contexto, pueden considerarse los motores necesarios para organizar y acceder a la información.

Las computadoras están cambiando rápidamente el mundo, desde el lugar de trabajo hasta el hogar, desde mainframes independientes tradicionales hasta dispositivos computacionales integrados. Casi todos los equipos o aparatos contienen uno o más microprocesadores. La demanda del mercado de microelectrónica ha evolucionado desde una demanda mayoritariamente impulsada por los militares a una que ahora está mayormente impulsada por los consumidores. En consecuencia, las características del dispositivo también se han dirigido a las necesidades de los consumidores, como aplicaciones de bajo consumo, bajo costo y mercado masivo, en lugar de necesidades militares, como cumplir con las especificaciones militares de confiabilidad y empaque, aplicaciones especializadas y el alto costo resultante de tales dispositivos.

El rendimiento de la microelectrónica se mide, por tanto, desde el punto de vista de los aspectos tecnológicos del dispositivo, así como desde el punto de vista de la eficacia del usuario final. El objetivo es permitir que el usuario final de los dispositivos realice tareas complejas de una manera más eficiente que antes. Este Manual se centra en los problemas tecnológicos dentro de tecnologías microelectrónicas específicas y examina cómo afectan el impulso de la tecnología que impulsa la próxima generación de microelectrónica. Los capítulos describen los tres elementos principales de la tecnología microelectrónica: materiales, dispositivos y aplicaciones. Este manual se esfuerza por brindar al lector una comprensión amplia de las tecnologías que dan forma a la microelectrónica y cómo estas tecnologías afectan los usos finales de los dispositivos.