Semiconductores: Qué son y cómo se fabrican? Posted on by mario
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De todos los materiales electrónicos, quizás el que mayor revolución ha causado en el mundo de la electrónica son los semiconductores. Gracias a tecnología de semiconductores la electrónica ha podido pasar de aplicaciones militares y científicas de alto nivel hasta aplicaciones caseras comunes y de bajo costo. n la actualidad la mayor parte de nuestra vida gira alrededor de materiales semiconductores. !os equipos de radio que utilizamos para comunicarnos, los sistemas de ignición e inyección de los automóviles modernos, las computadoras que usamos a diario todos son dependientes de estos singulares materiales. "n semiconductor es un material que bajo ciertas condiciones resulta ser aislante, pero bajo otras condiciones resulta ser conductor, de ahí su nombre. #or lo general, los semiconductores son aislantes, pero conforme aumenta su temperatura se vuelven conductores. $ómo se fabrica un semiconductor% "n semiconductor se fabrica mediante un proceso que se conoce como dopado. l dopado consiste en introducir impurezas dentro de cristales de un material base durante su formación. !os materiales más comunes utilizados como bases son el Germanio &Ge' y el (ilicio &(i'. n las plantas productoras de semiconductores, se inicia un crecimiento de cristales de Germanio, y mientras )stos crecen son e*puestos a dosis controladas de +rs)nico &+s'. l +rs)nico se introduce en los cristales y les provoca un efecto de carga el)ctrica como el átomo de +rs)nico posee cinco electrones y el de germanio solo cuatro, e*iste una carga resultante negativa en el cristal. l material resultante se conoce como Germanio &-negativo'.
n el caso del (ilicio, se puede utilizar /ósforo &#', para producir un efecto similar que da como resultado el (ilicio -. (i en vez de crear una carga negativa se quiere crear una carga positiva, el material se e*pone a Galio &Ga' en el caso del Germanio, o a 0oro &0' en el caso del (ilicio. sto produce Germanio # y (ilicio #. !a diferencia fundamental en estos materiales dopados es que poseen una carga el)ctrica positiva o negativa. $omo vimos en el capítulo de electricidad, la materia en su estado normal es el)ctricamente neutra &posee carga cero'. sta carga que se les da nos permite lograr efectos el)ctricos bastante interesante y 1tiles.
manufactura de semiconductores semiconductores https://www.electronicosonline.com/kla-tencor-lanza-sistema-metrologico-para-ics-de-10-nm/
2!+ 3encor lanza sistema metrológico para 4$s de 56 nm admin marzo admin marzo 75, 7658 9edición y #ruebas • •
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/aceboo: 3;itter 3 ;itter Google < l área de calidad de las compa=ías manufactureras de circuitos ahora cuentan con una nueva herramienta para realizar las mediciones en arquitecturas menores a 56 nanómetros. &lectronicos>nline.com 9agazine ? >s;aldo 0arajas' !a manufactura de circuitos electrónicos con arquitecturas inferiores a 56 nanómetros, además de requerir de t)cnicas de fabricación especiales, tambi)n necesitan un control e*clusivo por parte del personal de calidad y medición.
$ualquier tolerancia que se encuentre fuera del rango permitido puede causar severos problemas en el ciclo de producción, y en caso de llegar a la fase final del proceso, el producto puede salir con fallas t)cnicas. + medida que las arquitecturas se miniaturizan más y más, los ingenieros de calidad y metrología están sometidos a mayor estr)s para llevar a cabo su trabajo con el menor índice de errores, pero no solo se basan en sus conocimientos acad)micos y habilidades personales, tambi)n requieren de instrumental adecuado para evitar que se filtren piezas con errores. #ara la mayoría de las empresas manufactureras manufactureras la oferta de herramientas no es lo suficientemente vasta para cubrir sus necesidades en áreas de calidad, no obstante, compa=ías como 2!+ 3encor han comenzado a desarrollar soluciones para el área de medición y pruebas.
Los nuevos instrumentos de metrología de KLA encor encor est!n orientados a la manu"actura de circuitos integrados con ar#uitecturas menores de 10 nan$metros.
l más reciente producto de 2!+ es un sistema de metrología denominado KLA Archer 600, que pres pr esunt untam amen ente te au au*il *ilia ia a las com compa pa=ía =íass a fa fabri brica carr gr grand andes es vol vol1me 1mene ness de com compon ponen entes tes co con n dimensiones menores a 56 nanómetros y sin imperfecciones. #ero no solo el +rcher @66 forma parte del portafolio de soluciones de 2!+ para el sector de WaferSight rSight PW!, manufact manu factura ura ele electr ctrónic ónica, a, tam tambi)n bi)n otr otros os inst instrume rumentos ntos metr metrológ ológicos icos com como o el Wafe tambi)n está orientado a realizar mediciones en función con patrones geom)tricos de las obleasA S"ectraSh traSha"e a"e #0K pa SensArray y $igh% $igh%em" em", par el S"ec para ra si sist stem emas as óp ópti tico cos, s, y fi fina nalm lmen ente te el SensArra ara a mediciones microm)tricas BinCsitu. De acuerdo a la compa=ía, estos equipos de metrología tienen la capacidad de trabajar con las más recientes t)cnicas de manufactura electrónica incluyendo (+E# &(elfC+ligned Euadruple #atterning' y litografía e*trema por ultravioleta &"F'. - PUBLICIDAD -
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%!os fa fabr bric ican ante tess de di disp spos osit itiv ivos os de 1l 1lti tima ma ge gene nera raci ción ón en enfr fren enta tan n re reto toss co con n ge geom omet etrí rías as e*tremadamente peque=as, manifestó >reste Donzella, Director de 9ar:eting de 2!+ 3encor. H#ara
comprender los errores de geometrías, los fabricantes de chips requieren cuantificar las variaciones de los procesos, aislar sus fuentes y fijar los problemas detectados. !os nuevos sistemas de metrología anunciados hoy generan información crítica para que los ingenieros pueden utilizarla en la especificación de correcciones detalladas en escaneo de módulos de litografía y aplicativo al mejoramiento de procesos de grabado, películas especiales y otros componentes. -uestras nuevas geometrías de obleas, con sistemas modelados de dimensiones ópticas críticas y sistemas de medición t)rmica BinCsitu, juegan un papel importante para alcanzar un buen desempe=o de multiC patrón y mejora los resultados de litografía "F, puntualizó. #or ejemplo, el +rcher @66 amplía la tecnología de metrología de superposición basada en imágenes con nuevas ópticas y nuevos objetivos de medición, los cuales permiten a los fabricantes detectar errores menores a I nanómetros para dispositivos lógicos avanzados como las nuevas memorias /lash. n el caso de la herramienta #ro+49 ofrece una mejor resiliencia a las variaciones de los procesos y entrega una correlación entre los errores de superposición entre los objetivos y los dispositivos, generando una mayor precisión durante las mediciones.
La compa&ía cuenta con un porta"olio de di"erentes e#uipos especializados para la industria de manu"actura electr$nica.
ntre las características t)cnicas asociadas a las nuevas plataformas de la compa=ía, destacan funciones adicionales como una configuración de brillo y enfoque. +demás de la adición de módulos de polarización para garantizar una mejor retroalimentación en la detección de errores y el control de análisis sobre diferentes tipos de materiales y capas. !a firma subrayó que sus nuevos equipos tambi)n fueron desarrollados para fabricantes de dispositivos /in/3 y memorias -+-D, que son trabajadas con materiales de (ilicioCGermanio &(iGe' o $D. #ara mayor información sobre detalles y aplicaciones t)cnicas de estas nuevas soluciones 3encor, puede acceder al sitio Jeb de la compa=ía haciendo clic en el siguiente en&ace.
https://www.electronicosonline.com/china-respondera-a-eeuu-con-industria-de-semiconductores-mas"uerte/
$hina responderá a "" con industria de semiconductores más fuerte admin enero I5, 7658 4ndustria y -egocios •
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/aceboo: 3;itter Google < Gobierno, líderes industriales e inversionistas chinos, anunciaron que invertirán 5@6 mil millones de dólares para fortalecer su industria, a dos semanas despu)s de que la $asa 0lanca anunciara planes para combatir lo que llamaron Hprácticas injustas de algunos países en la industria. &lectronicos>nline.com 9agazine ? >s;aldo 0arajas' !a llegada del magnate Donald 3rump a la $asa 0lanca, ha dejado a socios tradicionalmente comerciales de stados "nidos en un estado de incomodidad y decepción, al grado que las relaciones diplomáticas se han visto afectadas principalmente con países que por d)cadas han sido sus aliados comerciales en áreas de proveeduría de insumos y manufactura, como $hina, país que ha decidido responder al nuevo presidente norteamericano con una nueva campa=a para reforzar su gran industria de semiconductores.
!a conmoción del gobierno chino se debe a que 3rump ha se=alado a este país asiático, además de otros países latinoamericanos, como los causantes del desempleo en stados "nidos, aseverando que las compa=ías estadounidenses han desviado las oportunidades de los ciudadanos norteamericanos al invertir y e*pandirse en otras regiones fuera del país, incluyendo industrias clave como automotriz y electrónica. n el caso específico de la industria de semiconductores, la situación se ha vuelto más hostil debido a un re"orte difundido por funcionarios del $onsejo de +sesores en $iencia y 3ecnología &#$+(3' de la $asa 0lanca a principios de enero, en el que convocaron a una acción internacional en contra de lo que ellos mismos definieron como Hprácticas injustas de algunos países que dominan el mercado de dispositivos semiconductores, componentes medulares de la electrónica moderna.
Las compa&ías planean comenzar a manu"acturar circuitos de 1' nan$metros con esta "uerte inversi$n.
l informe en)rgico de la $asa 0lanca fue promovido directamente por los representantes de la industria norteamericana de semiconductores, quienes consideraron que la ambición agresiva de $hina por convertirse en un actor global en el mercado de chips, traerá serios problemas a las compa=ías americanas, por lo que solicitaron la intervención de los altos mandos del gobierno norteamericano para crear una estructura que permita proteger a las firmas dom)sticas y serenar las intenciones comerciales de $hina en este importante mercado. H#D$+(3 encontró que la industria de semiconductores de stados "nidos enfrenta mayores retos con una amplia gama de implicaciones para la economía y la seguridad nacional. !a innovación ya se está desacelerando, ya que la industria de semiconductores se enfrenta a limitantes tecnológicos fundamentales en mercados de rápida evolución. +hora, una impulsiva iniciativa de $hina para remodelar el mercado a favor de sus intereses, amenaza la competitividad de la industria norteamericana y los beneficios nacionales e internacionales que ofrece la industria estadounidense, comenta el reporte elaborado por los funcionarios del #D$+(3. sta posición no fue bien recibida por el gobierno de $hina quien de inmediato res"ondió con un anuncio que involucra la inversión de 5@6 mil millones de dólares para fortalecer y detonar su industria nacional de semiconductores para consolidar su posicionamiento como el país más importante en el suministro, manufactura y dise=o de materias primas para la industria electrónica global.
(omparativa de e)portaciones e importaciones de *(s por parte de (hina.
De acuerdo al diario '&oomberg, el gobierno de Ki Linping, considerado el gran líder del #artido $omunista, se ha propuesto impulsar su brazo dom)stico de tecnología para independizarse de las industrias proveedoras e*tranjeras. !a compa=a del gobierno chino ha comenzado con una agresiva difusión y convocatoria a nivel nacional para invitar a las compa=ías chinas y los medios de prensa para dar a conocer que los 5@6 mil mdd se invertirán en los siguientes 56 a=os para conferir las capacidades e infraestructura necesarias a la industria china para desarrollar sus propios chips, lo que será tanto como las inyecciones de capital que el fabricante norteamericano 4ntel $orporation, ha gastado en la 1ltima d)cada para construir fábricas y mantener su ritmo de 4nvestigación y Desarrollo &4
+i ,inping considerado el gran líder del artido (omunista.
$abe mencionar que al autodefinirse $hina como un país dependiente de la industria e*tranjera, se refiere a que su industria consume más de la mitad de los semiconductores que se comercializan globalmente cada a=o, y sus necesidades van en aumento. $on todo y su potencial comercial, ninguna de las compa=ías chinas que manufacturan localmente circuitos integrados ha logrado posicionarse en el topC56 de los fabricantes de chips más importantes del mundo, ran:ing que encabezan las firmas norteamericanas y coreanas. >tra de las razones por la que $hina ha decidido tirar la casa por la ventana a favor de su industria electrónica, es porque ha gastado más dinero en importar chips de otros países que lo que ha invertido en comprar petróleo, de acuerdo a la firma de investigación (anford $. 0ernstein, citada por 0loomberg.
(ompa&ías chinas de semiconductores #ue a han comenzado a sumarse a la iniciativa del goierno.
+ esta iniciativa se han sumado directivos de fabricantes de chips como (hangai Muali 9icroelectronics, +dvanced 9icroC/abrication quipment &+9$' consideradas como dos pilares en la industria china de semiconductores. $hina tambi)n se ha convertido en un mercado altamente lucrativo para las compa=ías norteamericanas, ya que el país asiático es por más el principal consumidor de insumos para la manufactura de dispositivos electrónicos, sobresaliendo chips, sensores, antenas y cámaras, por mencionar algunos para maquilar los millones de aparatos electrónicos que e*porta al e*tranjero. sta necesidad de componentes tiene a $hina con un d)ficit de semiconductores alto y representa para el mercado global el cliente más grande con el NOP del total de las ventas, y del total de la producción mundial de semiconductores, las compa=ías chinas solo participan con un 5IP. >verseas gear vendors lead local ones in $hinaA percentages indicate $hina mar:et share. &4mages +9$' $lic: here for larger image
https://www.electronicosonline.com/im-revela-primer-nodo-construido-en--nm/
409 revela primer nodo construido en 8 nm admin noviembre admin noviembre 58, 765O Dise=o 765O Dise=o +nalógico •
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/aceboo: 3;itter 3 ;itter Google < !a compa=ía arrancará las pruebas t)cnicas para manufacturar los primeros chips desarrollados en arquitectura de 8 nanómetros. &lectronicos>nline.com 9agazine ? >s;aldo 0arajas'
409 se ha ad 409 adju judi dica cado do un im impo port rtan ante te av avan ance ce ha haci cia a la mi mini niat atur uriz izac ació ión n de lo loss di disp spos osit itiv ivos os semiconductores, semiconduct ores, despu)s de presentado el primer nodo construido con tecnología de 8 nanómetros &nm', una dimensión equivalente a 566 mil veces más delgado que el grosor de un cabello humano.
n el reporte de prensa generado por la compa=ía, se indica que el grupo de ingeniería de 409 colaboró estrechamente con investigadores del $olegio de $iencia de -anoescala e 4ngeniería del 4nstituto #olit)cnico de ("-Q, en -ueva Qor:, stados "nidos, y en conjunto realizan las fases de prueba y validación de la estructura conformada por diminutos transistores. l documento se=ala que este nodo es el primero a nivel industrial en contar con este tama=o y comprobar compro bar funcionalidad operativa, operativa, ya que la tecnología de 8nm ha sido uno de los grandes retos de la industria electrónica mundial, sigui)ndola como objetivo compa=ías clave como +9D o 4ntel $orporation, +R9, fabricantes de microprocesadores. ntre las grandes barreras que han impedido que la industria logre materializar dispositivos sobre 8 nanómetros, se encuentran los efectos colaterales que involucra la reducción de las arquitecturas manufacturadas con procesos convencionales, lo que genera la degradación del sistema y promueve un mayor consumo de energía, ya que al ser mucho mayor la densidad de los transistores en un trozo de (ilicio más peque=o, demanda mayor control en su ciclo de desarrollo, o lo que es lo mismo la creación de nuevos procesos de manufactura.
Los investigadores que participaron en el proyecto muestran la oblea donde quedó plasmado el primer nodo construido con tecnologí tecnología a a 7 nanómetros
n el actual 765O, los más modernos microprocesadores están construidos sobre arquitecturas de 77nm y 5Nnm, aunque compa=ías como 4ntel y +R9, han anunciado que ya preparan la liberación de
tecnología de 56 nanómetros, todas estas trabajadas con procesos de manufactura convencional que no han requerido ser radicalmente modificados. #ero en este proyecto se tuvo que estructurar una t)cnica nueva para crear procesos de manufactura especial que permitieron la materialización del prototipo. - PUBLICIDAD -
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ste trabajo se llevó a cabo en las instalaciones de 409 Research y presumiblemente se requirió un n1mero considerable de innovaciones, incluyendo la integración multinivel de (ilicioCGermanio &(iGe' para construir los canales de transistores y litografía de rayos ultravioleta e*tremos &"F, por sus siglas en ingl)s', por mencionar algunos.
IBM Research colaboró con Samsung Electronics y lobal !oundries para dar este importante salto en la miniaturi"ación de chips
+l integrar estos recursos en un solo proceso industrial, los científicos estuvieron cerca de alcanzar casi el O6P de las mejoras de escalamiento tecnológico que registra la más moderna arquitectura de microprocesadores, que es de 56 nanómetros y la cual está siendo trabajada en los laboratorios de diversas compa=ías. De acuerdo a 409, entre los beneficios de la nueva generación de semiconductores construidos con tecnología de 8 nanómetros, se encuentran un O6P más eficiencia energ)tica y mayor desempe=o para el procesamiento de datos, y debido a sus nuevas características, estiman que soportarán desahogadamente los requerimientos de sistemas en B0ig Data y de conectividad en la -ube de $omputación.
n este proyecto fue de capital importancia la participación de las compa=ías Global /oundries y (amsung lectronics, quienes cedieron parcialmente equipo especializado a 409 para levar a cabo el proyecto, además del 4nstituto #olit)cnico de ("-Q de -ueva Qor:, que en conjunto representan una inversión colectiva de apro*imadamente I mil millones de dólares a un plazo de O a=os para trabajos de investigación y desarrollo dirigidos a tecnología de semiconductores en escala de 8 nm.
La industria contin#a traba$ando en la miniaturi"ación de los circuitos electrónicos
%!a cuestión no es si introduciremos la tecnología de 8 nanómetros a la manufactura, sino cómo, cuándo y a qu) costo, comentó Lohn 2elly, vicepresidente de 409 Research. H!os ingenieros y científicos de 409, así como nuestros socios, están comprometidos en este reto y están trabajando ya en la ciencia de los materiales e ingeniería de dispositivos requeridos para alcanzar las demandas de los sistemas emergentes para la -ube, B0ig Data, y sistemas cognitivos. sta nueva inversión asegurará que produzcamos las innovaciones necesarias para responder a esos retos, puntualizó. ste importante paso por parte de 409 hacia la nueva era de circuitos integrados más potentes, no ha sido la 1nica gran aportación que ha hecho la compa=ía a lo largo de su historia, ya que seg1n refiere la información de su portal, otras invenciones han sido producidas en sus laboratorios, tales como la implementación de la primera c)lula DR+9, las !eyes de scalamiento Dennard o escalamiento 9>(/3, fotoCresistencias químicamente amplificadas, intercone*ión de cobre, (ilicio sobre +islante, microprocesamiento multi n1cleo, litografía de inmersión, (iGe de alta velocidad, puertas diel)ctricas de +ltoC:, DR+9 embebidas, estructura para chips ID y aisladores de brecha a)rea, por mencionar algunos. l siguiente paso por parte de 409 será someter a pruebas rigurosas la viabilidad de la tecnología para encontrar si es posible abrir terreno para su despliegue comercial.
https://www.electronicosonline.com/casas-de-diseno-chinas-se-vuelcan-por-tsmc/
$asas de dise=o chinas se vuelcan por 3(9$ admin septiembre 5, 765N Dise=o +nalógico, 4ndustria y -egocios •
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!as nuevas arquitecturas en 7S nm para chips diversos han obligado a las casas de dise=o de $hina a solicitar al fundidor tai;an)s les manufacture sus obleas, abandonando a sus proveedores chinos por presunta obsolescencia en sus procesos. &lectronicos>nline.com 9agazine ? >s;aldo 0arajas' !a tecnología de 7S nanómetros o menos para los más recientes circuitos integrados ha sobrepasado las capacidades de las casas de dise=o chinas, quienes poco a poco comienzan a abandonar a sus proveedores de manufactura local y solicitado la ayuda a 3(9$, el fundidor tai;an)s más grande de semiconductores de la industria.
!a razón de este )*odo comercial hacia 3(9$ por parte de las peque=as empresas dedicadas al dise=o electrónico o de servicios con sede en $hina, es que las principales fundidoras de obleas del dragón comercial se han quedado estancadas en relación con los nuevos requerimientos microelectrónicos a escala de 7S nm o menos, formato casi obligatorio para la fabricación de chips móviles y otros equipos de comunicación, informó en un comunicado la agencia de noticias Digitimes. De acuerdo al reporte, además de la obsolescencia tecnológica de muchas fundidoras chinas o tambi)n llamadas Hfoundries de semiconductores, tambi)n se une a esta situación la creciente competencia entre manufactureros de electrónica local que han inyectado mayor presión a la cadena de suministro.
Las casas de dise&o electr$nico de (hina maormente se en"ocan en el dise&o de procesadores para dispositivos m$viles.
ntre las casas de dise=o que optaron por 3ai;an (emiconductor 9anufacturing $ompany, se encuentran firmas importantes como Mi(ilicon 3echnologies, (preadtrum $ommunications, Roc:chip lectronics, +ll;inner 3echnology, RD+ 9icroelectronics y Datang, todas ellas con un grado alto de participación en el sector de tecnologías móviles del mercado chino, específicamente para el desarrollo de procesadores para smartphones, tabletas y otros equipos de comunicación. - PUBLICIDAD -
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#or su parte, las fundidoras que han sido se=aladas como principales proveedores de servicios a nivel oblea y con las cuales muchas de las empresas como las anteriormente citadas establecían relación industrial son (emiconductor 9anufacturing 4nternational $orporation &(94$' y Mejian 3echnology, debido a sus bajos costos de manufactura para el mercado dom)stico son a1n son reconocidas como entidades competentes en la región, seg1n apunta el documento de Digitimes. #ero han observado que las e*igencias de los nuevos protocolos de comunicación, incluyendo el hard;are inherente a estas plataformas, han orillado a los fabricantes minoritarios de dispositivos electrónicos a optar por procesos de manufactura más avanzados como la tecnología /in/3 de 3(9$, en la que han visto al parecer más capacidades para que sus chips sean fabricados acorde a los requerimientos de la industria para sectores como smartphones NG, aparatos 4o3, equipo de telecomunicaciones y otras clases de gadgets con conectividad.
2e acuerdo a *34 los costos de manu"actura de oleas por nodo resulta m!s costoso con tecnología 5in56 principal t7cnica utilizada por 48( aun así sus servicios son m!s demandados.
$omo resultado de este movimiento industrial, se estima que sin tomar en cuenta las órdenes de obleas generadas por 9edia3e: a 3(9$, el total de órdenes de obleas que han estado enviando las casas de dise=o chinas a la firma tai;anesa, han superado ya las registradas por las casas de dise=o de 3ai;án hacia 3(9$.
2iversas casas de dise&o de circuitos en (hina han comenzado a aandonar sus proveedores de "undici$n para solicitar a 48( sus servicios.
$abe mencionar que recientemente el fabricante de chips para celulares Eualcomm 4nc., Trmó un convenio de colaboración con (94$, el foundry que ha visto la deserción de clientes locales, con lo cual balanceará sus p)rdidas con un gigante como esta compa=ía que controla gran parte del suministro de chips para dispositivos móviles con su gama de microprocesadores (napdragon. -o obstante, los avances en materia de procesos de manufactura /in/3 que ha promovido 3(9$ ha ganado terreno incluso a otros fundidores como 4ntel $orporation y sus t)cnicas de manufactura $9>(, haciendo que la firma tai;anesa se posicione como un foundry de gran poder en la industria electrónica moderna.
https://www.electronicosonline.com/tsmc-arreata-clientes-a-intel--samsung/
3(9$ arrebata clientes a 4ntel y (amsung admin mayo 5I, 765N 4ndustria y -egocios •
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/aceboo: 3;itter Google < l fabricante de circuitos electrónicos más importante 3(9$ contin1a apoderándose del mercado, consiguiendo la confianza de clientes de 4ntel y (amsung. &lectronicos>nline.com 9agazine ? >s;aldo 0arajas' !a compa=ía tai;anesa de manufactura de circuitos integrados 3(9$, manufacturará chips a +ltera y +pple, quienes fueran clientes de 4ntel y (amsung, respectivamente, logrando de esta forma un posicionamiento sólido en la industria electrónica global.
3ai;an (emiconductor 9anufacturing $orp., es la firma fundidora o Hfoundry de circuitos y compite directamente con otras compa=ías Bfoundries como 4ntel $orporation y (amsung lectronics, las cuales tambi)n ofrecen su infraestructura fabril a otras empresas para fabricarles sus productos. Debido a que no todas las empresas tienen capacidad industrial de fabricación en masa o como se conoce esta modalidad en ingl)s Hfabless, solamente se limitan a dise=ar sus chips y posteriormente con prototipo en mano, buscan a un Bfoundry que les maquile en masa sus chips. Recientemente +ltera, fabricante Hfabless de /#G+s revocó su contrato con 4ntel $orporation para que le manufacturara su nueva gama de sistemas de chips programables &(o#$', circuitos con memorias integradas, procesadores embebidos y transceptores de alta velocidad dirigidos a plataformas industriales, sin embargo, por cuestiones de incompatibilidad con la tecnología 3riCGate de 5N nanómetros propuesta por 4ntel, +ltera decidió optar por 3(9$. !a decisión de +ltera ocurrió solo unas semanas despu)s de que 4ntel anunciara la alianza comercial entre ambas firmas, divulgada en un reporte de prensa el pasado 7@ de abril.
9anking de principales "oundries;.<5uente: *( *nsight=.
#osteriormente el pasado 75 de abril +ltera publicó en su sitio Jeb un comunicado en el que revelaba a 3(9$ como su contratista para la manufactura de su gama de /#G+s H+rria 56 y otros chips (o$. s decir, en menos de un mes +ltera echó para atrás un proyecto que para 4ntel habría significado una importante línea de ingresos, ya que en el segmento en el que participa, +ltera ha demostrado
mantener una diagonal positiva en su diagrama de ventas, tal como lo indica el informe Tnanciero de su primer cuatrimestre de este 765N, liberado en su sitio de 4nternet. De esta forma, +ltera desistió de fabricar sus procesadores /#G+s 3riCGate de 5N nanómetros de 4ntel, al proceso /in/3 de 5@ nanómetros a 3(9$.
La manu"actura de semiconductores comienza a inclinarse por la tecnología 5in5et de 48(.
!a primera diferencia entre ambos procesos de manufactura es la miniaturización más marcada en el caso de la tecnología 3riCGate de 4ntel, que maneja su arquitectura a 5N nm, y la cual es considerada como el avance más importante en cuanto a esquemas de producción de dispositivos semiconductores &sensores, procesadores, /#G+s, (o$, 99(, etc.' a partir de cómo se fabrican los transistores, que son las bases microelectrónicas de todo circuito. sta tecnología re1ne benefactores quienes creen que el 3riCGate es el siguiente gran paso en la electrónica del ma=ana, y ahora aparece materializada despu)s de varios a=os de trabajo de investigación científica. - PUBLICIDAD -
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n el caso de la tecnología /inC/3 de 3(9$, muchas compa=ías que trabajan con esta firma tai;anesa, coinciden en que es más estable a nivel microelectrónica para sus productos, principalmente en t)rminos de encapsulado o empaquetado y la fabricación física de su estructura interna, lo cual es importante para todo fabricante que demanda a las fundidoras proteger y respetar sus respectivos dise=os.
ecnología ri->ate de *ntel.
De acuerdo a los informes, +ltera optaría finalmente por /in/3 de 3(9$ por dos razones importantes, en primer lugar, a la demora en la entrega de sus embarques que 4ntel le ofreció, ya que en estas fechas se manufacturan masivamente sus nuevos procesadores 0road;ell, que son prioridad por tratarse de un producto de la casa, a lo que +ltera no le combino alegando que cualquier atraso por muy insignificante que fuese, impactaría severamente en la programación de mercadeo. n segundo lugar, durante las casi cuatro semanas que prevaleció el convenio comercial, +ltera estuvo muy al pendiente observando los resultados de 4ntel al manufacturar sus chips con la tecnología 3riCGate de 5N nm, peor al parecer hubo problemas t)cnicos en la producción de los 0road;ell, que han mantenido ocupados a los ingenieros de soporte e investigación de la compa=ía, por lo que +ltera determinó declinar al convenio y evitar que sus chips sufrieran esas presuntas incidencias registradas. $abe mencionar que 3riCGate es una tecnología recientemente lanzada a la industria, y a pesar de que ha sido sometida a diversas pruebas de rendimiento, supuestamente no fue robusta la fase de validación, y como resultado, al momento de implementarla en sus propios productos, 4ntel destapó involuntariamente la necesidad de afinar o perfeccionar su tecnología. n otro certero golpe a favor suyo, 3(9$ logró persuadir a +pple para manufacturarle su siguiente gama de chips +S, un procesador BquadCcore de @N bits con un formato $#"
su potencial con los esquemas multimillonarios que ha registrado en los 1ltimos a=os por concepto de ventas y ganancias. #or ejemplo, en un estudio realizado por la agencia de consultoría 4$ 4nsight, 3(9$ reportó ventas por 5V mil millones de dólares en 765I, lo que superaría sin problema alguno con la adquisición de +ltera y +pple a su portafolio de clientes. n la siguiente tabla de 4$ 4nsight se enlistan los principales fabricantes fundidores o Bfoundries, donde se observa a 3ai;an (emiconductor 9anufacturing $orp., en la posición n1mero uno.
https://www.electronicosonline.com/multi-patrones-secreto-de-la-manu"actura-moderna/
9ultiC#atrones secreto de la manufactura moderna admin abril 7, 765N Dise=o Digital •
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/aceboo: 3;itter Google < l fabricante de herramientas D+, 9entor Graphics reconoce que la fabricación de circuitos electrónicos inferiores a 76 nanómetros, requiere de t)cnicas sofisticadas como el H9ultiC#atterning. &lectronicos>nline.com 9agazine ? >s;aldo 0arajas' n la industria electrónica los procesos de manufactura son variables y reacondicionados cada cierto tiempo, a fin de fabricar nuevos circuitos con capacidades suficientes para convertirlos en el corazón de nuevos productos más potentes y eficientes.
#ero una de las t)cnicas que es utilizada por los manufactureros de estos circuitos modernos con arquitecturas miniaturizadas Cpor debajo de los 76 nanómetros &nm'C es el H9ultiC#atterning, una t)cnica que de acuerdo al fabricante de herramientas para el dise=o electrónico, 9entor Graphics, es una de las columnas primordiales que sostienen la actual manufactura electrónica de semiconductores.
#ara ello, la compa=ía destinó un artículo t)cnico para e*plicar la importancia de 9ultiC#atrones en el segmento de fabricación de circuitos integrados más vanguardistas. l documento que se titula H9astering de 9agic of 9ultiC#atterning, sostiene que esta t)cnica ha sido introducida para afrontar las limitaciones litográficas de la presente manufactura electrónica. l autor de este material define como Hmágico el resultado que se consigue con la implementación de doble y triple patrón en el dise=o de circuitos dimensionalmente más peque=as, pero tambi)n reconoce que es de capital importancia para los ingenieros dise=adores el conocer todos los pros y contras al momento de aplicar esta t)cnica. Debido a que los fabricantes deben garantizar que cubrirán las demandas de sus clientes, tales como mayor eficiencia energ)tica, reducción de tama=o, mayor funcionalidad y otros aspectos que tienen que ver con el rendimiento de los circuitos electrónicos, los propios manufactureros se han dado a la tarea de encontrar mecanismos que garanticen los nuevos requerimientos de la industria. $abe mencionar que esta misma situación ha orillado a los fabricantes a desarrollar nuevas herramientas que optimicen sus procesos, siendo algunas de las modas establecidas la integración de litografía convencional sin soft;are, reglas basadas en soft;are >#$, modelos >#$, inserción (R+/, verificación de soft;are >#$, simulación embebida de hard;are y soft;are, soft;are (9> &(erver 9anagement >bjects', soft;are de doble patrón y soft;are de triple patrón o (+D# &(elfC +ligned Double #atterning', por mencionar algunos.
6n la anterior gr!"ica 8entor representa una de las presuntas tendencias en la manu"actura de circuitos
con ar#uitecturas menores a los ?0 nm siendo la somreada de color verde en donde se aprecia tami7n el so"tware relacionado.
#ero estas tendencias que están dirigidas a conjuntar varios recursos en una sola herramienta, ha ido sumándose conforme se reducen las dimensiones nanom)tricas de los circuitos electrónicos, de esta forma, entre más peque=os sean los dispositivos, más recursos deben de poseer, lo que es significativamente más complejo para quienes dise=an tales componentes. n el mundo de los circuitos electrónicos, el desarrollo de dispositivos utilizando el proceso de doble patrón &D#' tiende a identificarse como el m)todo H!ithoCtchC!ithoCtch &!!', con el cual se puede trabajar las capas metálicas del componente, las vías y estructuras activas, en formatos apilados utilizando el esquema !! D# a 76 nanómetros. #ero en esta fase tan compleja, los fabricantes deben estructurar debidamente todos los elementos para integrarlos en diferentes capas, siendo muy cuidados en su manipulación con las unidades lógicas como los transistores a fin de no estropearlos. - PUBLICIDAD -
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6l proceso de multi patrones puede otorgar hasta cuatro posiles "lu@os de dise&o.
#or ejemplo, entre los transistores más utilizados para esta clase de manufactura se encuentran los transistores /in/3 o de fectoC$ampo. stas unidades requieren de una capa especial y otras líneas adicionales para que funcionen a cabalidad, y para crear sus líneas complementarias se recurren a t)cnicas como (+D# &+utoC+lineación de Doble #atrón'. #ero tambi)n e*isten casos donde el dispositivo que se manufactura es a 56 nanómetros, entonces para estos e*isten t)cnicas como (4D &(eparador Diel)ctrico' una variante del esquema D+D# donde se utilizan algunas capas metálicas de intercone*ión para generar las líneas que requiere la estructura conformada por los /in/3s. $omo se puede observar en la siguiente imagen, las capas forman una plasta o apilamiento donde se aprecian las intercone*iones entre cada una
6s#uema de separaci$n de capas diel7ctricas.
De acuerdo al documento de 9entor, la t)cnica !! D# provee hasta cuatro posibles flujos de dise=o Descomposición 9anual, Descomposición +utomática, Descomposición 9i*ta y (inC$olor. n lo que respecta a las tres primeras opciones, se aprecian flujos de dos colores, donde los dise=adores colocan dos capas de colores por separado para D# o doblemente patroneadas. #ero en la cuarta opción, el flujo de (inC$olor el ingeniero coloca una sola capa y procede con su descomposición. !a diferencia entre las tres primeras opciones y la cuarta es el nivel de automatización que utiliza para crear las dos capas &D#'. #or ejemplo, en la Descomposición 9anual, el dise=ador decide cómo implementar el dise=o en dos máscaras, estructurar ambas a mano y revisar su viabilidad para el formato de doble capa haciendo uso herramientas tradicionales en reglas de dise=o &DR$, por sus siglas en ingl)s'. #ero en el caso de la Descomposición 9anual, como su nombre lo dice, requiere de una inversión considerable de tiempo y su nivel es altamente complejo, además de los grandes bloques que involucra el dibujar el flujo, lo que es impráctico, con lo cual no cualquier ingeniero se atreve a inmiscuirse.
6n la descomposici$n sin-color los ingenieros suelen utilizar herramienta especial para identi"icar los errores mediante la asignaci$n de colores estalecidos.
n la Descomposición +utomática, el dise=ador dibuja una sola capa y pasa a utilizar herramientas especiales para autoCcalibrar la descomposición multiCpatrón del dise=o y revisar automáticamente su viabilidad en el formato 9#. (in embargo, estas herramientas pueden crear datos de incompatibilidad y errores prematuros de dise=o debido a que ejecutan modelos de simulación y validación seg1n sus preferencias automáticas, por lo que suele ser una navaja de doble filo, ya que, o se ahorra tiempo en el dise=o o bien se invierte más al identificar los problemas que causó alguna de las herramientas con recursos automáticos. n la Descomposición 9i*ta, los ingenieros tienden a incorporar c)lulas o módulos previamente descompuestos en una nueva capa ya asignada, siendo como una especie de cimiento para que los usuarios eviten la construcción de la base del circuito.
Algunas herramientas m!s so"isticadas permiten e@ecutar en el mismo ciclo de dise&o prueas de validaci$n o simulaci$n #ue ahorran tiempo audan a descurir errores en los proectos de multicapas.
/inalmente en el caso del flujo (inC$olor, el ingeniero dibuja una sola capa y trabaja con formatos especializados de 9ultiC#atrones para identificar espacios que no pueden ser correctamente descompuestos. De esta manera la capa debe ser modificada hasta que las revisiones salgan limpias de errores, entonces se procede con su descomposición en dos capas despu)s de la implementación (inC$olor. De esta manera e*isten algunas herramientas que presentan los errores y las incompatibilidades de manera automática asignando colores, donde el usuario puede recurrir rápidamente a la aplicación de soluciones para cada caso. 9entor Graphics reconoce que la t)cnica de 9ultiC#atrones es a la fecha uno de los secretos con los que cuenta la industria de semiconductores, y es por tal motivo que e*pone los beneficios de utilizarla de forma adecuada, incluso conociendo las diferentes herramientas que e*isten en el mercado, las cuales tienen la capacidad de facilitar las labores de dise=o de circuitos integrados a los ingenieros.
https://www.electronicosonline.com/apple-disparara-industria-pure-pla;-de-semiconductores/
+pple disparará industria BpureCplay de semiconductores admin septiembre 7, 765I 4ndustria y -egocios •
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/aceboo: 3;itter Google < !a firma de la manzana retirará parcialmente la producción de semiconductores que tiene con (amsung y la reasignará a fabricantes HpureCplay como 3(9$, lo que elevará hasta 75P en 765I los buenos pronósticos para el segmento de HsoloCfundidoras electrónicas. &lectronicos>nline.com 9agazine ? >s;aldo 0arajas' +nte la determinación de +pple para retirar el contrato con (amsung en la fabricación de buena parte de sus chips, la firma de la manzana ha visto en el segmento de compa=ías BpureCplay o soloC fundidoras, el apalancamiento pretendido para su estrategia comercial.
n esta acción, el fabricante de los HiCgadgets inclinará la balanza en un segmento que camina discreto dentro de la esfera de la industria electrónica, compuesto por fabricantes base y fundidores de materias primas para la manufactura de circuitos electrónicos basados en sustratos como (ilicio. De acuerdo al portal +pple 4nsider, cuya principal fuente informativa refiere al rotativo estadounidense 3he Jall (treet Lournal, e*pone que tras una relación de varios a=os con el fabricante surcoreano (amsung, +pple decidió mudar el proyecto de manufactura de semiconductores de esta firma hacia la compa=ía fundidora 3ai;an (emiconductor 9anufacturing $o &3(9$'. $abe se=alar que la disolución de lo que para muchos fue nombrado un matrimonio corporativo entre +pple y (amsung, dio lugar cuando la empresa surcoreana aprovechó su posición para reproducir supuestamente un módulo digital e*clusivo de +pple para favorecer a su gama de tel)fonos inteligentes HGala*y con tecnología Btouchscreen, lo que generó un episodio judicial por violación de propiedad intelectual.
l artículo del J(L, se=ala que el contrato laboral de +pple para 3(9$ determina la concesión de proyectos de manufactura de los chips +C(eries (o$ de 76 nanómetros para la siguiente generación de i#hone y i#ad de +pple.
La decisi$n de Apple de retirar parcialmente el proecto a 4amsung se dei$ presuntamente por los con"lictos de propiedad intelectual a raíz de #ue la "irma surcoreana aprovechara su posici$n para integrar un m$dulo como el de Apple para su gama >ala).
!a producción de los circuitos por parte de 3(9$ comenzará a partir del 765N y en este movimiento se verá reflejado un incremento sustancial en la participación del bloque de compa=ías BpureCplay o tambi)n conocidas como soloCfundidoras. - PUBLICIDAD -
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#ero no todo es sombrío para (amsung, ya que +pple, con todo y el conflicto de violación de patente causada supuestamente por la firma surcoreana, mantendrá el proyecto de manufactura de chips +C (eries, sin que el periódico haya develado si +pple tambi)n planea alguna de derogación de este proyecto a corto o mediano plazo. !os acercamientos de +pple con 3(9$ comenzaron a principios del 7655, cuando el emporio del acaecido (teve Lobs, ofreció al fabricante tai;an)s el proyecto de manufactura de los chips +C(eries, el cual fue declinado por directivos de 3(9$ argumentando que en su momento no contaban con la infraestructura adecuada para manufacturar los semiconductores en los tiempos demandados por +pple, tampoco reunía los estándares requeridos por la firma de la manzana. + este tiempo, el corporativo tai;an)s Wconsiderado uno de los principales fabricantes de semiconductoresC informó que ya cuenta con capacidad para cubrir los requisitos de +pple y procedió a realizar la logística para comenzar con la producción de los chips de los futuros productos de la compa=ía estadounidense. 4nclina la balanza a favor del Bpure play De acuerdo a la firma de consultoría 4M( i(uppli, los pronósticos de crecimiento para el segmento de fabricantes de semiconductores son alentadores. 3an solo para el presente a=o 765I, se espera que
las ganancias para las empresas que participan en este grupo alcancen los II mil millones de dólares &mmdd' y mantenga una constante de crecimiento de apro*imadamente S.@P anual. l sitio de consultoría y análisis industrial adjudicó este comportamiento a la postura de muchas compa=ías que como 3(9$, han fle*ibilizado su infraestructura y optimizado sus procesos para adaptarse a los nuevos requerimientos de muchas compa=ías de electrónica como +pple, que buscan empresas manufactureras que ofrezcan la garantía de calidad mediante certificaciones y otros documentos que incrementen la confianza de las compa=ías de equipo original &>9s' que entran en el bloque de las Bfabless o sin equipo de manufactura base, como +pple.
4e estima #ue para el a&o ?01 la manu"actura de chips a trav7s de compa&ías pure pla; har! de mantener un uen ritmo de crecimiento.
n los 1ltimos a=os la industria electrónica ha ido inclinando su producción global hacia las compa=ías BpureCplay o de soloCfundición, como es el caso de 3(9$, y dejando como opción secundaria aquellas que pertenecen al grupo 4D9 &/abricantes de Dispositivos 4ntegrados' que ofrecen como su nombre lo indica, un sistema de fabricación integral para las compa=ías Bfabless. -o obstante, la opción BpureCplay pretende elevar el nivel de fle*ibilidad o escalamiento de integración tecnológica para incluir mayores componentes a los productos dentro de su flujo de manufactura, como la adición de memorias -+-D flash y otros módulos, lo que les otorga a las compa=ías >9s un recurso valioso para configurar a conciencia y de una forma más vigilada sus propios productos.
https://www.electronica"acil.net/tutoriales/8ateriales-semiconductores.php Materiales semiconductores
Con la invención de un amplificador de Estado Sólido en 1947, por Shockley, Bardeen, and Brattain, la posibilidad del aumento en la interación en el mismo cristal es una realidad! En las "ltimas d#cadas, y hoy en d$a se aumenta el numero de componentes %ue se introducen en el mismo cristal! Esta industria es altamente rentable, pero las inversiones en desarrollo son tambi#n muy altas, lo %ue hace %ue las inversiones sean a la laro pla&o! 'o %ue hace %ue la industria microelectrónica sea rentable es %ue su procesos de fabricación (Batch )rocessin*, funcione correctamente! Esto hace %ue en cada chip sea de +mm de lado, %ue hace %ue en cada oblea tenamos de 1-.1/- circuitos! Cada oblea es tratada de forma %ue todos los circuitos se hacen a la ve&, pasando por el mismo
proceso en el mismo instante! 0un%ue hay procesos como el encapsulado y el test#o, %ue se deben hacer individualmente! .2u# semiconductores son aptos para hacer dispositivos electrónicos 3 'os elementos del tipo 5 (Columna del Silicio*, son los m6s indicados para utili&arlos como semiconductores! 0un%ue para %ue funcionen como tal deben de tener un ap comprendido, entre -! y 1 e5 apro8imadamente! 0un%ue como bien se sabe ya el ap de un semiconductor se puede variar a:adiendo impure&as a este! )ero no solo los elementos de la columna 5, son candidatos a buenos semiconductores, sino la combinación de los elementos de las columnas de al lado la y la 5, tambi#n lo son! )!e! a0s a; e ; 0s
e todas maneras, son pocos los elementos, los cuales los podemos hacer crecer como cristales! 0hora vamos a hacer una breve historia de los dispositivos electrónicos ? 19-4. )rimer detector de @ndas de Aadio (nión metal.)bSe* 194-.194 Se desarrollan en 0lemania! >etectores de radiación (<#rmica* 0plicación en la detección de aviones! 147
0leación? El dopante %ue %ueremos introducir se pone en contacto con el semiconductor, a los cuales se le pone a una temperatura alta para poderse producir la aleación! El dispositivo ocupa un 1F del espesor total de la oblea, por tanto hay un 99F %ue no se aprovecha, esta &ona GmuertaG adem6s da problemas de funcionamiento del dispositivo! !.)roblemas? HIo se controla la introducción de dopantes HSe tiene %ue reducir la &ona muerta! >ifusión? 'a f$sica del proceso es la misma, %ue en el caso anterior, pero tenemos un control mucho mayor sobre #l! En este caso el dopante est6 en forma aseosa, para introducirlo en las &onas %ue %ueremos dopar! !.)roblemas? Hntercone8iones entre los dispositivos! HSiue e8istiendo &onas muertas! HEl control deber$a ser mayor sobre las &onas a dopar! >ifusión )lanar.Epita8ial? )artimos de un cristal fuertemente dopado, al cual se le hace crecer una capa epita8ial, de semiconductor con un dopado menor! )osteriormente se o8ida el Si, de forma %ue obtenemos Si@! Se abren huecos en el ó8ido para %ue las impure&as entren donde nosotros %ueremos? El dopante se introduce en todas las direcciones de forma %ue no es iual el 6rea de la superficie a la proyectada! Con este proceso hemos resuelto el problema de la &ona muerta! !.)roblemas? H>ifusión lateral HSi las dimensiones se reducen la difusión lateral puede hacer %ue tenamos una unión en los dispositivos! mplantación ónica? El proceso es totalmente an6loo al anterior pero cambiamos la tecnolo$a utili&ada en la introducción de los dopantes! 'as impure&as se aceleran utili&ando potenciales de 1----- 5! )udiendo controlar perfectamente variando la ener$a de los iones los luares donde %ueremos introducirlos! Crecimiento de Cristales
El primer problema %ue tenemos es conseuir Si con un alto rado de pure&a, para poder fabricar Si cristalino! 'a densidad efectiva de 6tomos debe ser 1- /, para el purificado se hace reaccionar con
clorh$drico en fase vapor, y despu#s de varias reacciones (>estilación fraccionaria*, obtenemos lo %ue se llama Si electrónico! na ve& conseuido esto ya podemos darle una estructura cristalina! #todo C&ochralski ? En una atmósfera controlada e inerte, tenemos una cubeta de rafito o cuar&o (%ue funden a temperaturas /--- JC En la cubeta se introduce Si electrónico ! El cilindro est6 rodeado de una bobina de alta frecuencia y alta corriente, con esto se funde el Si (14- JC*! Se introduce en el Si fundido una p#rtia con una semilla de Si cristalino, el cual por capilaridad se une a la semilla, form6ndose Si cristalino alrededor de la semilla, de forma %ue tirando y irando la p#rtia hacemos crecer el cristal! ( a puladas de di6metro*! Este m#todo as$ reali&ado tiene un problema y es %ue las paredes de cuar&o o de rafito, introducen impure&as en el Si cristalino %ue se forma, por%ue al estar toda la cubeta a una temperatura alta se producen deterioros en esta! )ara evitar esto se va utili&ar el m#todo de la &ona flotante, en el cual la bobina no est6 en todo el cristal sino "nicamente en una &ona muy concreta alrededor de la semilla, esta bobina es móvil y se"n movemos la semilla la bobina la acompa:a! El problema %ue tenemos ahora es %ue hay un alto n"mero de dislocaciones debido al radiente t#rmico! El linote de Si cristalino se corta en obleas, perdi#ndose en el proceso la mitad del Si! 'ueo viene un proceso de redondeado y de pulido! Procesos de Dopado Difusión :
'a introducción de dopantes en Si como se produce a partir de una fase aseosa, lo cual hace %ue la ley %ue rie el proceso sea la siuiente ?
>onde C es la concentración de impure&as, y > el coeficiente de >ifusión, %ue depende del material del dopante! 'as temperaturas a las cuales nos movemos para estos procesos rondan los 1---JC! Kay un problema en los procesos de difusión y es %ue la temperatura hay %ue controlarla muy bien, dado %ue sino la concentración de impure&as puede variar bastante en tan solo - JC!
)redepósito Se enera una presión de vapor de la impure&a %ue %ueremos introducir! Condiciones de contorno de la ec! de difusión!
C(-,t*LC s M Ct*L- M C(8,-*L>onde la solución para la ecuación de difusión es ?
donde la función erf c (8* cumple las siuientes propiedades ? erf c(8*L1.erf(8*
donde erf(-*L- y erf ( N * )or tanto el n"mero de impure&as introducidas, por cm en tiempo son ?
O Etapa ? Aedistribución na ve& situadas las impure&as en el proceso de predepósito, retiramos la fuente aseosa %ue contiene el dopante! )osteriormente estas impure&as se redistribuyen durante un tiempo y a una temperatura determinada! )or tanto las condiciones de contorno para nuestra ecuación de difusión son las siuientes ?
>onde > LCoef! de difusión a la temperatura de redistribución, y t el tiempo de redistribución! Se puede determinar la posición de una unión cuyo dopado ha sido reali&ado por difusión!
Di? 'a posición nos la da la siuiente ecuación ? I 0(8 =,t*LI > donde I 0(8 =,t* es ? I 0(8 =,t*L
si ha habido predepósito
I 0(8 =,t*L
si ha habido redistribución!
E= ! ? Sobre una oblea de n.Si (I >L1- 1 cm ./* se predeposita Boro con los siuientes datos ? C sL1- 1+ cm ./ M < 1L1--- JC, t 1L min! >espu#s de este proceso se redistribuyen a < L1-- JC durante t L horas! Encontrar ? El perfil de mpure&as )osición de la unión!
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Implantación Iónica :
Es un proceso de alto vac$o en el cual introducimos dopantes en un sólido a partir de haces de iones, fuertemente acelerado, de la impure&as %ue %ueramos usar! .Kay procesos de colisión , con lo cual hay desviaciones en los iones! a:ado ? El ion implantado destruye la red cristalina, y por tanto necesitamos recocidos de recristali&ación (A<0*! Esto tiene un problema y es %ue pueden producir redistribuciones en las impure&as, esto no ocurre si el tiempo del recocido y el coeficiente de >ifusión de las impure&as
dentro del semiconductor no es demasiado alto! )or eso se utili&an hornos %ue alcan&an alta temperatura en un intervalo de tiempo muy corto! Costo del e%uipamiento! Oxidación Térmica !ito"raf#a $ %ra&ado Oxidación Térmica:
Consiste en el crecimiento de una capa de Si@ sobre una superficie de Si a e8pensas de este! Kay dos tipos de hacer este ó8ido, en atmósfera seca @ o h"meda (K -* a una temperatura elevada ( P1--- JC* 'a o8idación seca es bastante lenta pero produce un ó8ido de e8celente calidad, %ue es muy usado en las tecnolo$as @S para el ó8ido de puerta! 'a o8idación h"meda es bastante m6s r6pida pero produce un ó8ido de mucha peor calidad, con porosidades, el cual solo sirve para procesos de enmascaramiento! 0plicaciones del Si@ ? 6scara de protección para procesos de dopadoLQ>opados Selectivos!(-!/ m m de espesor apro8imado* R8ido de puerta en estructuras @S R8ido de 0islamiento en tecnolo$as '@C@S ('ocal @8idation Silicon * )asivación el#ctrica de superficies odelo Elemental del )roceso de @8idación ? 'a atmósfera o8idante se satura de manera %ue la concentración de o8idante en la superficie de Si@ es la de m68ima solubilidad I -! El o8idante se difunde a trav#s del Si@ formado y llea a la interfase Si@ .Si en concentración I 1 I - donde reacciona con el Si y se forma Si@ ! Dlu=o de o8idante a trav#s del ó8ido ?
donde > es el coeficiente de >ifusión en Si@ del @ y del K @! El flu=o de o8idante %ue llea a la interfase Si@ .Si es el siuiente ? D LkI 1, donde k es la velocidad de reacción superficial! 'a situación estacionaria la tenemos cuando el Si@ no es fuente ni sumidero de o8idante por tanto estamos en un proceso de e%uilibrio ? D 1LD LD
En esta situación tenemos %ue el flu=o nos %ueda lo siuiente ?
donde ? 0L>Uk BL>I -UI 1 t L(8 i V08 i*UB )odemos observar dos resultados principales de la e8presión obtenida %ue son ? .0 tiempos cortos de o8idación, el proceso viene limitado por la velocidad de o8idación superficial del Si! .0 tiempos laros de @8idación, el proceso viene limitado por la difusión de o8idante a trav#s del Si@ ! E=! ? >emostrar utili&ando la e8presión obtenida las dos afirmaciones anteriores! !ito"raf#a $ %ra&ado
Se refieren a los procesos de transferencia de los motivos, %ue dan luar al circuito interado, sobre la oblea del semiconductor! 'a litoraf$a es la e8posición de motivos a trav#s de m6scaras convenientemente dise:adas y el rabado es la eliminación selectiva de ó8idos, metales, etc Estos procesos son los %ue nos marcan la tecnolo$a en la construcción de C!!, y por tanto una avance en estos procesos permite una evolución en la tecnolo$a de interación! El proceso litor6fico consta de los siuientes pasos ? .na ve& enerado el ó8ido del Si, sobre el semiconductor, colocamos una capa de Dotorresina sobre el ó8ido! .na ve& hecho, hacemos pasar lu& (50*, a trav#s de una 6scara, el cual se proyecta sobre la fotorresina!
. 'a fotorresina ha %uedado impresionada por la proyección hecha en el proceso anterior! W la introducimos en un compuesto el cual elimina la &ona impresionada ()ositivo*, o la %ue no lo est6 (Ieativo*! El In'ersor CMO(
Koy en d$a la ran mayor$a de los circuitos interados de 0plicación espec$fica, utili&an tecnolo$a C@S! 'a cual se nutre a su ve& de los transistores @S (etal R8ido Semiconductor*, los cuales vamos a empe&ar estudiando para entender las bases de funcionamiento tanto en el aspecto est6tico como en el din6mico! ).1. El transistor MO(
Aepresentamos a continuación circuitalmente un transistor @S de canal n, cuyas cone8iones son? .)uerta .Duente S .>renador > W sean 5, 5S y 5>, las diferencias de potencial entre dichas cone8iones y el substrato de Si, tipo p sobre cuya superficie se ha interado el transistor! El funcionamiento del dispositivo es sencillo? .ientras la tensión 5 es menor %ue un valor m$nimo, corriente %ue circula entre el drenador y la fuente es despreciable! .En cambio si sobrepasamos el valor m$nimo de 5, se crea un canal de inversión tipo n, entre la fuente y el drenador! Si la tensión 5> es mayor %ue 5S, circular6 una corriente entre ambos %ue llamamos >S!
infinitesimal d8 y de anchura Z ! 0plicando estos datos en la ecuación anterior (1*, obtenemos %ue el valor d2 de caras libres en el canal son las siuientes? d2Ld8ZC o8X5.5<(5*Y Sabiendo %ue el campo El#ctrico en esta &ona es iual a ? ELd5Ud8 y %ue la velocidad de despla&amiento de los electrones viene dada por el producto de la movilidad de estos, por el campo El#ctrico aplicado! vL m n d5Ud8 )or tanto como conocemos la velocidad y la distancia %ue tienen %ue recorrer podemos calcular el tiempo de tr6nsito de los electrones! tLd8UvL(d8* U m n d5 (* W por tanto la corriente %ue atraviesa el canal es la siuiente, y utili&ando las ecuaciones 1 y L d2Ut d8 L m n Z C o8X5.5<(5*Y d5 Si despreciamos las corrientes de fua, lo cual nos hace considerar %ue la corriente a lo laro del canal es la misma! nteramos la anterior relación, obteniendo la siuiente e8presión?
donde a la parte de la interal la llamamos S, y en la siuiente fiura podemos ver el sinificado f$sico de la e8presión! .C o8 depende del proceso de fabricación ( e U&*, S tambi#n y del valor de las tensiones empleadas! Corriente de (aturación
el valor 5>)! Si tenemos el caso en el cual coinciden estos dos valores, tenemos %ue la tensión de puerta es iual a la tensión umbral, con lo cual, dicha tensión de puerta no puede mantener los portadores libres en el canal cerca del drenador! Este fenómeno se le conoce con el nombre de )inch.@ff o estranulamiento del canal! Se produce por tanto una &ona de empobrecimiento en la cual no e8isten portadores libres, y todo aumento en la tensión del drenador cae en esta &ona! El potencial en la &ona de canal %ue aun tiene portadores siue siendo 5>)! )or tanto el potencial en el canal viene dado por la diferencia de potencial entre la fuente y la &ona de estranulamiento (5>)*! Si suponemos %ue la lonitud del canal entre la fuente y la &ona de estranulamiento pr6cticamente no se modifica, podemos considerar %ue la corriente entre el drenador y la fuente >S, permanece invariable! )or lo tanto como hay una diferencia de potencial e8iste un campo el#ctrico, de valor ? (5>.5>)*Ul
%ue nos hace conducir los electrones al drenador! )or lo tanto cuando 5>Q5>) la corriente >S toma un valor constante ? >SsatL m n ! C o8 (ZU'* Ssat >onde Ssat es la superficie representada en la siuiente fiura ? )odemos obtener la curva >S en función de 5>S, y ver %ue se comporta como una resistencia, función de la tensión 5>! 1UALd>SUd5>L m n ! C o8 (ZU'* dSUd5> El valor de dSUd5> se deduce directamente en la siuiente fiura ? dSLhd5> Con lo cual dSUd5>Lh, con lo cual la resistencia es proporcional a 1Uh, se"n aumenta 5> disminuye h, y por tanto aumenta la resistencia, hasta %ue alcan&a un valor infinito cuando el transistor esta saturado! Con lo cual la curva >S, 5>S (5>.5S*, para un valor fi=o de las tensiones 5 y 5S! El Transistor MO( de Canal P
El estudio del transistor @S tipo ) es an6loo al hecho en el caso de los tipo I! 0l iual %ue antes los potenciales se definen en función del substrato %ue utili&amos en este caso tipo I! En este caso como ya se pod$a esperar las tensiones 5, 5S y 5> son neativas! )or tanto el proceso de funcionamiento es el siuiente cuando tenemos una tensión 5 menor %ue la tensión 5< (2ue tambi#n es neativa*, un canal tipo ) aparece entre el drenador y la fuente, si adem6s hay una diferencia de potencial entre el drenador y la fuente, aparece una corriente S> entre estos dos puntos! S y pLS>*! El s$mbolo del transistor p lo tenemos a continuación, =unto con su estructura f$sica ? 'as e8presiones son an6loas %ue en el caso anterior, pero donde antes ten$amos la movilidad m n ahora tenemos la de los huecos m p ! )or tanto la corriente S> es la siuiente ? S>L m p ! C o8 (ZU'* S Siendo S la superficie representada en la siuiente fiura ? Si 5>( ó L*5>), entonces el transistor est6 saturado, con lo cual la corriente es ? S> satL m p ! C o8 (ZU'* S sat >onde la superficie S sat viene dada en la siuiente fiura ?
El In'ersor :
5amos a estudiar ahora el elemento m6s importante dentro de la microelectrónica actual como es el inversor C@S, cuyo es%uema se representa en la siuiente fiura! Como se ve se tiene %ue contar con dos substratos ? no tipo p, conectado a 5SS voltios, cobre la cual se pone el transistor de canal n @tro tipo n, conectado a 5SSV5>>, sobre cuya superficie se intera el transistor de canal p!
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*uncionamiento Est+tico :
0hora vamos a suponer %ue todas las tensiones se miden con respecto a la tensión 5SS, %ue la hacemos - voltios! >entro de las tensiones umbrales de los dos transistores , supondremos a su ve& %ue? 5<-n 5>>V5<-p Supondremos tambi#n %ue en el funcionamiento est6tico la corriente de salida ser6 nula? @>, para %ue la corriente en el transistor de canal p sea iual a - (@
Si 5IQ5>>V5<-p, entonces podemos ver ahora el canal p, es el %ue est6 en corte! )or tanto ahora la tensión de salida debe ser - para %ue no pase corriente por el transistor de canal n, y por tanto @
)n, y 5>)p, este valor es el %ue define dos superficies de interación Sp y Sn, tales %ue? •
m n ! C o8 (Z nU' n* SnL m p ! C o8 (Z pU' p* Sp Con lo cual los dos transistores dan la misma corriente, y por tanto a la salida tenemos %ue de nuevo @>V5<-p, este caso es el opuesto al anterior, y el de canal p est6 en saturación y el otro en conducción •
•
.)or tanto la curva de transferencia del inversor C@S, viene dada en la siuiente fiura?
.Como se puede ver en las e8presiones anteriores la tensión 5 inv depende del valor relativo de las dimensiones de los dos transistores? (Z nU' n*U (Z pU' p* S! El valor m68imo viene dado por los valores de las corrientes >Sn e >Sp, calculadas con anterioridad! *uncionamiento Din+mico
Iormalmente en un circuito interado las salidas y las entradas de los inversores se conectan a otros inversores, o a otras puertas lóicas! Entonces para hacer el estudio din6mico, debemos hacer alunas modeli&aciones! 'a admitancia de entrada se apro8ima con un condensador de valor constante! )or tanto despreciamos? 'a corriente de entrada continua de los transistores! 'a variación de la capacidad de entrada con la tensión de entrada! )or tanto el c6lculo de los tiempos de salida lo hacemos a partir del siuiente es%uema? a*
tLX C'UX m p ! C o8 (Z pU' p*Y 0n6loamente podemos calcular el tiempo de ba=ada del C@S, en este caso es el transistor de canal p el %ue est6 en corte, y el n conduce, con lo cual el tiempo %ue nos sale es ?
tL C'UX m n ! C o8 (Z nU' n*Y
Consumo :
Como pudimos observar cuando vimos la corriente interna %ue pasaba por el C@S, era en el momento de la conmutación, cuando el paso de corriente era mayor! )or tanto como sabemos la potencia consumida es función de la intensidad, con lo cual tendremos un mayor asto de potencia, cuando tenemos conmutaciones ()asos de altas a ba=as, y viceversa*
http://www.tecnicaindustrial.es/*5rontal/a-'1BC-nuevos-materiales-"aricacion-dispositivoselectronicos.asp)
%uevos materiales para la &abricación de dispositivos electrónicos !rancisco 'avier Balb(s arcía
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(omentarios - 4 New materials for the manufacture of electronic devices RES)ME%
6n este artículo se presentan las características prestaciones posiles aplicaciones de algunos materiales ien de Dltima generaci$n
6lectr$nica materiales silicio gra"eno semiconductores
transistores telecomunicaciones dispositivos electr$nicos +BS,R+-,
his paper presents the characteristics ene"its and possile applications o" some materials good art
6lectronics materials silicon graphene semiconductor transistors telecommunications electronic devices La maoría de los progresos tecnol$gicos coinciden en el tiempo con el descurimiento o desarrollo de un nuevo material o dispositivo #ue aporta nuevas posiilidades implanteales hasta ese momento "acilitando el alcance de nuevas metas "uncionalidades. 6n la actualidad el material empleado en la maor parte de los dispositivos electr$nicos es el silicio. 6l silicio es el componente principal de la maoría de los dispositivos semiconductores dado #ue presenta unas características mu apropiadas entre las cuales se encuentran: F La aundancia signi"icativa del material. F Admite un rango de temperaturas mu aceptale respecto la temperatura amiente particularidad determinante "rente a la m!)ima temperatura #ue admite el germanio. F iene una tecnología de "aricaci$n mu desarrollada #ue consigue rendimientos superiores al BG para oleas de hasta 1? pulgadas de di!metro <4emiconductor 4olutions n.d.=. 6s un "actor mu importante en la actualidad dado #ue algunos "aricantes de dispositivos semiconductores "arican simult!neamente varios tipos de dispositivos en cada proceso de "aricaci$n. Adem!s se produce una maor cantidad de dispositivos. 2eido a esto las oleas de maor tama&o o"recen maor versatilidad un maor rendimiento del proceso de "aricaci$n permiten a los "aricantes de semiconductores reducir los costes de producci$n en un volumen maor de productos terminados. (on estas características el silicio ocupa casi toda la totalidad del mercado. Aun así esto no #uiere decir #ue con el silicio se consigan unas prestaciones $ptimas pues
una vez descritos los ene"icios aportados tami7n aparecen las limitaciones. 6ste estudio plantea con algunos e@emplos la posiilidad de otros materiales #ue e)isten en el mercado
6l caruro de silicio <4i(= es un material complicado de encontrar en el entorno de "orma natural. Los primeros antecedentes de su e)istencia datan de "inales del siglo +*+ cuando el investigador Henri 8oissan se encontraa e)aminando rocas de un meteorito. (asi al mismo tiempo en 1CBE 6dward >oodrich Achenson mientras trataa carono con corind$n descuri$ la presencia de un material cristalino mu duro de color negro azulado. 4e pens$ #ue este material otenido "uera un compuesto de carono corind$n por lo #ue se denomin$ carborundum’ . Actualmente todo el caruro de silicio utilizado es otenido mediante síntesis. I uno de los m7todos m!s simples para su otenci$n es con una cominaci$n de arena de sílice carono en un horno de gra"ito denominado de Achenson a temperaturas entre el intervalo de 1.J00-?.00 (. 6n la actualidad deido entre otras muchas razones a la gran dureza #ue le caracteriza la principal utilizaci$n del caruro de silicio es como material arasivo pero su aplicaci$n en dispositivos electr$nicos se encuentra en avanzado estudio desarrollo. 6)isten alrededor de ?0 presentaciones cristalinas
similares de caruro de silicio denominadas polytypes. Los principales polytypes de 4i( para su utilizaci$n como semiconductor son las estructuras 'H JH. 6stos semiconductores est!n caracterizados por unas propiedades #ue los hacen mu atractivos para su aplicaci$n en electr$nica de potencia. 6ntre estas propiedades <4i( ower ransistors n.d.= se encuentran: F na elevada conductividad t7rmica EE
+plicaciones del carburo de silicio
6n la actualidad en el mercado se encuentran dispositivos de 4i( mediante los cuales se pueden optimizar determinados circuitos o "unciones. A continuaci$n se van a comentar algunos de ellos sus prestaciones. osteriormente se presentar! un estudio pr!ctico de aplicaci$n para el convertidor 3uck-3oost. ara la presentaci$n de dispositivos de caruro de silicio se han tomado como re"erencia las siguientes empresasO en primer lugar 4i(ed a 4iemens <4i( ower ransistors n.d.= la cual presenta diodos de arrera 4chottk el dispositivo de conmutaci$n P,56 en segundo lugar la empresa ran4i( <ower ransistors n.d.= con el transistor 3ic4i(. 2ichos dispositivos se detallan a continuaci$n: F 2iodos 4chottk de 4i(. 2ispositivos #ue tienen e)celentes características de conmutaci$n. (on los diodos de 4i( se han otenido tensiones de lo#ueo de hasta E.E00 voltios. Adem!s se puede traa@ar a "recuencias altas dadas sus particulares características de recuperaci$n. I por otro lado se reducen tanto las p7rdidas en el diodo como en la conmutaci$n. F na cominaci$n en cascada de un 8N456 de silicio un P,56 de caruro de silicio proporciona un dispositivo con uenas cualidades de conmutaci$n. osee las características de entrada del 8N456 de a@a tensi$n la capacidad de lo#ueo la aporta el P,56 utilizado. F ransistores de caruro de silicio. 4egDn la empresa ran4i( <ower ransistors n.d.= utilizando transistores de caruro de silicio 3it4i( se otienen las siguientes cualidades: Q Altas temperaturas de traa@o. Q Ntenci$n de alta e"iciencia con un tama&o reducido a alta temperatura. Q 2ise&o compacto. Q olerancia ante la e)posici$n a radiaciones. Aplicaciones directas de los dispositivos comentados se otienen con la simple sustituci$n de los componentes críticos de un circuito determinado por unos dispositivos adecuados de caruro de silicio con las características apropiadas para la "unci$n a desempe&ar por el circuito. (omo e@emplo se tiene el convertidor 3uck-3oost reductor-elevador
a las #ue se encuentran sometidos los semiconductores se pueden estimar las posiles contriuciones de los dispositivos de caruro de silicio en las tensiones de traa@o. 6l convertidor 3uck-3oost presentado se analizar! en el modo de conducci$n continuo 8((
!igura 01 Esquema del circuito del convertidor Buck Boost.
!igura 21 Relación entre tensiones según el ciclo de trabajo (Erikson, Maksimovic, 2!".
(on los datos resultantes se realizar! una gr!"ica segDn la "igura E en la #ue se representan la tensi$n de salida %V R out las tensiones soportadas por los semiconductores en "unci$n de los distintos valores del ciclo de traa@o lo cual audar! a otener una serie de conclusiones. ara la otenci$n de la gr!"ica se utilizar! el m7todo %en por unidadR re"erenciando los valores a un valor ase de magnitud igual a la tensi$n de entrada %VinR. 2e esa "orma el e@e de ordenadas #uedar! cuanti"icado en unidades #ue e)presar!n cuantas veces se tiene #ue multiplicar a %VinR para otener el valor de los puntos de la gr!"ica.
!igura 31 #alores de la tensión de salida $ de las tensiones so%ortadas %or los semiconductores según distintos valores del ciclo de trabajo.
na vez representada la gr!"ica con valores del ciclo de traa@o desde 01 a 0B se pueden e)traer las siguientes conclusiones: F 6l valor del ciclo de traa@o 2 S 0 ser! el valor "rontera entre el comportamiento como reductor o como elevador. F 4iempre har! un incremento de tensi$n en el transistor en el diodo de valor 1
dada la poca variaci$n e)istente entre ellas del orden del 10G. F 6l valor del ciclo de traa@o la tensi$n deseada a la salida servir!n como re"erencia para cuanti"icar valorar si interesa o no la utilizaci$n de semiconductores de caruro de silicio así poder soportar las tensiones apropiadas. 6ste es un sencillo an!lisis #ue sin entrar en la posiilidad de otras venta@as como el aumento de la "recuencia de traa@o en el convertidor la posile reducci$n del tama&o de los elementos reactivos la me@ora de rendimientos a puede dar una primera valoraci$n de la conveniencia alcance de los dispositivos de caruro de silicio para la aplicaci$n deseada. ra&eno
(omo material con grandes posiilidades en investigaci$n desarrollo se encuentra el gra"eno. 6l gra"eno es una l!mina plana de car-ono de un !tomo de espesor. 4u estructura est! compuesta por !tomos densamente empa#uetados en una red cristalina plana de celdas he)agonales dispuestas en "orma de nido de ae@a tal como se muestra en la "igura '. 6n algunos materiales los electrones se mueven a lo largo de un planoO de ellos se dice #ue son idimensionales. Los materiales m!s conocidos son las heterouniones de arseniuro de galio a= utilizadas en tel7"onos m$viles en las telecomunicaciones $pticas. 6l gra"ito est! compuesto por muchas l!minas de gra"eno ordenadas transversalmente de la "orma #ue se dispone en la "igura '. 6l tratamiento de este material es la ase de la otenci$n del gra"eno el $)ido de gra"eno eim logra e)traer cristales de gra"eno de gra"ito a granel <2iscover o" graphene ?00'= trasladarlos a una olea de silicio en un proceso
denominado ruptura micromec!nica o t7cnica de la cinta de 4cotch. 6sta t7cnica permiti$ la primera oservaci$n sore el an$malo efecto Hall del gra"eno sus notales propiedades electr$nicas <>eim Uovoselov ?00=. Al mismo tiempo en el >eorgia *nstitute o" echnolog se proponía la aplicaci$n del gra"eno como material utilizado en microelectr$nica utilizando las mismas t7cnicas de "aricaci$n conocidas asadas en crecimiento epita)ial sore sustrato monocristalino raphene La n.d.=. A partir de entonces se han desarrollado grandes avances en ?00C el Laoratorio Lincoln del 8* han "aricado cientos de transistores en un solo chip <3erger 4ong Li . Li +. Ngazghi et al. ?00'= en ?00B se han otenido transistores de mu alta "recuencia pe#ue&ísimas dimensiones del orden del nan$metro arcía 4mall 5armer et al. ?00B=. 6n ?010 el premio Uoel de 5ísica "ue otorgado a los rusos Andre >eim Konstantin Uovoselov por sus traa@os de investigaci$n en el desarrollo del gra"eno. Los estudios citados anteriormente han logrado presentar unas propiedades electr$nicas e)cepcionales del gra"eno. (omo peculiaridades características del gra"eno <>eim et al. ?00= se encuentran: F Alta conductividad t7rmica el7ctrica. F Los electrones transportados por gra"eno se comportan casi como partículas sin masa con un comportamiento similar a los "otones de la luz. F ermite una medida precisa "iale. 2eido a las propiedades anteriores los electrones del gra"eno pueden moverse a trav7s de toda la l!mina estructural no #uedarse aislados en ninguna zona
!igura 41 Estructura del gra&eno $ su dis%osición en el gra&ito.
!igura 51 'mgenes de microsco%io de &uer)a atómica de ó*ido de gra&eno obtenido a %artir de la o*idación de gra&ito. +ortesa del rea de Materiales van)ados de la undación del +entro /ecnológico de +om%onentes, 0arque /ecnológico de +antabria. +plicaciones del gra&eno
8ediante el gra"eno se est!n oteniendo resultados mu satis"actorios en las prestaciones características de los dispositivos electr$nicos. *38 Hz cuando la tecnología de "aricaci$n sore oleas de caruro de silicio est7 m!s desarrollada. -onclusiones
A lo largo de esta e)posici$n se han presentado dos materiales #ue est!n reci7n implantados o en "ase de investigaci$n para aplicaciones en la electr$nica de potencia de@ando constancia tanto de sus uenas propiedades características posiilidades como de sus limitaciones en la actualidad. 6n primer lugar los dispositivos e)istentes presentes en el mercado de caruro de silicio a deen ocupar un lugar en las mentes de los dise&adores de sistemas el7ctricos electr$nicos de potencia realizando un estudio de necesidades un resultado de coste-ene"icios
en la utilizaci$n total o parcial de dispositivos de 4i( de sus venta@as. 4e pueden plantear como posiles estudios de dise&o los siguientes proectos: F ransmisi$n de energía el7ctrica en tensi$n continua tanto en líneas soterradas como sumarinas llegado el caso en líneas a7reas con longitudes m!s reducidas en todas ellas. 6@emplos interesantes: Q La generaci$n de energía e$lica offshore
-arburo de silicio1 !oto6 'asmina .eres 8 Shutterstoc
6n la actualidad es posile #ue con la aparici$n de
nuevos h!itos en el entorno medioamiental social econ$mico como pueden ser el transporte el7ctrico la generaci$n de energía el7ctrica mediante "uentes renovales o el con-sumo e"iciente de la energía por parte de los consumidores se "aculte el impulso necesario para conseguir la amplitud diversidad en la utilizaci$n de los dispositivos "aricados con estos nuevos materiales así poder dis"rutar de las venta@as por ellos o"recidas. Bibliogra&ía
3artoli ( eorgia *nstitute o" echnolog Atlanta >eorgia. ltrathin 6pita)ial >raphite: ?2 6lectron >as roperties and a 9oute toward >raphene-ased Uanoelectronics. American (hemical 4ociet. 2iscover o" graphene raphene La eorgia ech 8946( 8aterials 9esearch 4cience and 6ngineering (enter. 2isponile en: http://www.graphene.gatech. edu <(onsultado el E0 de agosto de ?010=. 6rickson 9. M. 8aksimovic 2. roup *43U: 0-B?E-?0-0. >eim AK Uovoselov K4 roup. Lin I ,enkins KA Pald7s->arcía A 4mall , 5armer 23 Avouris raphene ransistors at >igahertz 5re#uencies *38 ,. Matson 9esearch (enter. American (hemical 4ociet. er"ormance-Limiting 8icropipe 2e"ects *denti"ied in 4i( Ma"ers <1BB'=. Uational Aeronautics and 4pace Administration. 9W 9eview Articles. ower ransistors in 4ilicon (aride
4i( ower ransistors mH W (o. K>. 2isponile en http://www.siced.com <(onsultado el ?1 de @ulio de ?010=. http://smart-lighting.es/osch-semiconductores-alemania/
Bosch está construyendo una nueva fábrica de semiconductores en Alemania 64(9*N N9 6L6UA >X86V 6L 6U UAUN6(UNLN>YA N9A4 6(UNLN>YA4 Z Bosch está construyendo una nueva fábrica de semiconductores en Dresden, Alemania con una inversión de mil millones de euros en tecnología de 12”. Continuando su estrategia de fuertes inversiones en Alemania, Bosch construirá una fábrica de obleas en Dresden (Alemania). Para satisfacer la demanda generada por el creciente nmero de dispositivos con tecnolog!a "#nternet of $hings% (#o$) y aplicaciones de movilidad, la nueva planta estará dedicada a la fabricaci&n de chips sobre la base de obleas de ' pulgadas. a construcci&n de la nueva fábrica de alta tecnolog!a debe estar terminada a *nales de +'. $ras una fase inicial introductoria, las operaciones de fabricaci&n comen-arán probablemente a *nales de +'. a inversi&n total en la planta alcan-ará cerca de mil millones de euros. "a nueva fábrica de obleas es la mayor inversi&n individual en la historia de más de '+ a/os de Bosch%, di0o 1ol2mar Denner, presidente del Conse0o de Administraci&n de 3obert Bosch 4mb5. 6n Dresden se crearán unos 7++ nuevos puestos de traba0o. "os semiconductores son los componentes básicos de todos los sistemas electr&nicos. Con el crecimiento de la conectividad y la automati-aci&n, cada ve- se utili-an en un mayor nmero de áreas de aplicaci&n. Al ampliar nuestra capacidad de fabricaci&n de semiconductores, estamos sentando una base s&lida para el futuro 8ue fortalecerá nuestra competitividad%, di0o Denner. 9egn un estudio de Price:aterhouseCoopers, el mercado global de semiconductores crecerá anualmente más del ; por ciento hasta +', con un crecimiento especialmente fuerte en los segmentos de mercado de movilidad e #o$. nversión en Alemania como locali!ación de alta tecnología a ministra federal alemana de 6conom!a y 6nerg!a, Brigitte
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"ecnología de 12 #ulgadas como base #ara las economías de escala os semiconductores son una tecnolog!a clave de nuestra era moderna, especialmente cuando la fabricaci&n, la movilidad y los hogares se conectan, electri*can y automati-an cada ve- más. 6l proceso de fabricaci&n de chips semiconductores comien-a siempre con un disco de silicio, conocido como oblea. Cuanto mayor sea su diámetro, más chips se pueden fabricar por ciclo de má8uina. Comparado con las fabricas de obleas convencionales de E y F pulgadas, la tecnolog!a de obleas de ' pulgadas ofrece econom!as de escala. 6stos es algo muy importante, ya 8ue permite a Bosch satisfacer la creciente demanda de semiconductores provocada por la movilidad conectada y las aplicaciones relacionadas con las "smart homes% y las "smart cities%.
$abricante líder de semiconductores y #ionero en la fabricación de %&%' Durante más de G; a/os, Bosch ha estado fabricando chips semiconductores en mltiples variantes, sobre todo, en forma de "applicationHspeci*c integrated circuits% (A9#C) I circuitos integrados espec!*cos para una aplicaci&nI, semiconductores de potencia y sensores microHelectromecánicos (69). os A9#C de Bosch se utili-an en los autom&viles desde '7+. 6stán personali-ados para aplicaciones individuales y esenciales para funciones como el despliegue del airbag. 6n +'E, cada autom&vil 8ue sal!a de las l!neas de producci&n en todo el mundo ten!a una media de más de nueve chips Bosch a bordo. Cuando se trata de sensores 69, Bosch es a la ve- pionero y fabricante l!der mundial. 5ace más de + a/os, el proveedor de tecnolog!a y servicios desarroll& la t@cnica de microHfabricaci&n conocida mundialmente en la industria como el "proceso Bosch%, 8ue tambi@n se utili-a para fabricar semiconductores. 6n su fábrica de obleas de 3eutlingen, Alemania, Bosch fabrica actualmente alrededor de ',; millones de A9#Cs y G millones de sensores 69 al d!a, en base a la tecnolog!a de E y F pulgadas. 6n total, la empresa ha fabricado más de F.+++ millones de sensores 69 desde ';. 5oy, el 7; por ciento de los sensores 69 de Bosch se utili-an en aplicaciones de electr&nica de consumo y comunicaciones. os sensores 69 de Bosch pueden encontrarse en tres de cad a cuatro smartphones. 9u actual catálogo de semiconductores incluye, sobre todo, sensores de aceleraci&n, de giro, de Ju0o de masa, de presi&n y de medio ambiente, as! como micr&fonos, semiconductores de potencia y A9#Cs para las centralitas electr&nicas.
https://movilidadelectrica.com/osch-construe-una-nueva-"arica-semiconductores-alemania/
3osch construe una nueva "!rica de semiconductores en Alemania 4ilicon 4a)on; inclue proveedores de automoci$n proveedores de servicios así como universidades #ue o"recen su e)periencia tecnol$gica
@ulio J ?01JE 0 3osch construe una nueva "!rica de semiconductores en Alemania 5aceookwitter>oogle[Linked*n8eneameMhatsApp6mail(ompartir La inversi$n de 3osch en la nueva "!rica de semiconductores en 2resden supone una importante apuesta por las tecnologías claves del "uturo relacionadas con tecnología de internet o" things; <*o= las aplicaciones de movilidad.
Los semiconductores se muestras como una de las tecnologías clave en el "uturo especialmente relacionada con conectividad la electri"icaci$n de la movilidad los hogares la "aricaci$n. Así la
inversi$n en la nueva "!rica de chips semiconductores sore la ase de oleas de 1? pulgadas viene a satis"acer la creciente demanda de dispositivos con tecnología internet o" things;. 4egDn un estudio de ricewaterhouse(oopers el mercado gloal de semiconductores crecer! anualmente m!s del por ciento hasta ?01B con un crecimiento especialmente "uerte en los segmentos de mercado de movilidad e *o
6l proceso de "aricaci$n de chips semiconductores comienza con un disco de silicio conocido como olea. A maor di!metro m!s chips se pueden "aricar por ciclo de m!#uina. (omparado con las "!ricas de oleas convencionales de J C pulgadas la tecnología de oleas de 1? pulgadas o"rece la puesta en marcha de economías de escala. 6sta es una de las características "undamentales de la nueva "!rica 3osch en 2resden #ue permitir! al "aricante alem!n la creciente demanda de semiconductores provocada por la movilidad conectada las aplicaciones relacionadas con las ciudades los hogares inteligentes.
(hips semiconductores sore la ase de oleas de 1? pulgadas (hips semiconductores sore la ase de oleas de 1? pulgadas
00 nuevos puestos de traa@o mil millones de euros
6l o@etivo de 3osch es "inalizar los traa@os de construcci$n a "inales de ?01B tras una "ase de a@ustes los traa@os de producci$n comenzar!n a "inales de ?0?1. La inversi$n total en la planta alcanzar! cerca de mil millones de euros %la maor inversi$n individual en la historia de m!s de 1E0 a&os de 3oschR segDn Polkmar 2enner presidente del (onse@o de Administraci$n de 9oert 3osch >mH se crear!n uno 00 nuevos puestos de traa@o.
6l clDster; de microelectr$nica de 2resden tami7n conocido como 4ilicon 4a)on; inclue proveedores de automoci$n proveedores de servicios así como universidades #ue o"recen su e)periencia tecnol$gica. Adem!s la iniciativa 2igital Hu; lanzada por 38Mi pretende hacer de 2resden un ecosistema del *o. 3osch tiene la intenci$n de colaorar estrechamente con las empresas locales de esta manera re"orzar no s$lo Alemania sino tami7n la posici$n de 6uropa como potencia industrial. %6sta es otra uena decisi$n para el liderazgo europeo del clDster microelectr$nico a#uí en 4a@onia. 8e gustaría dar las gracias a 3osch por depositar su con"ianza en este lugar en su "uerza de traa@o en la innovaci$n sa@onaR di@o 4tanislaw illich 8inistro residente de 4a@onia.
5aricante líder de semiconductores pionero en la "aricaci$n de 8684
2urante m!s de ' a&os 3osch ha estado "aricando chips semiconductores en mDltiples variantes sore todo en "orma de %application-speci"ic integrated circuitsR
(uando se trata de sensores 8684 3osch es a la vez pionero "aricante líder mundial. Hace m!s de ?0 a&os el proveedor de tecnología servicios desarroll$ la t7cnica de micro-"aricaci$n conocida mundialmente en la industria como el %proceso 3oschR #ue tami7n se utiliza para "aricar semiconductores. 6n su "!rica de oleas de 9eutlingen Alemania 3osch "arica actualmente alrededor de 1 millones de A4*(s ' millones de sensores 8684 al día en ase a la tecnología de J C pulgadas. 6n total la empresa ha "aricado m!s de C.000 millones de sensores 8684 desde 1BB. Ho el por ciento de los sensores 8684 de 3osch se utilizan en aplicaciones de electr$nica de consumo comunicaciones. Los sensores 8684 de 3osch pueden encontrarse en tres de cada cuatro smartphones. 4u actual cat!logo de semiconductores inclue sore todo sensores de aceleraci$n de giro de "lu@o de masa de presi$n de medio amiente así como micr$"onos semiconductores de potencia A4*(s para las centralitas electr$nicas.
ANTIGUAS FÁBRICAS DE SEMICONDUCTORES CONVERTIDAS EN GRANJAS DE ALTA TECNOLOGÍA | IMAGENES IMPRESIONANTES. Nservaci$n: 6sta traducci$n se proporciona con "ines educativos puede contener errores o ser imprecisa.
X$uál es el 1ltimo producto de 3oshiba% X"n ordenador portátil% X"-+ 3F% X#or qu) la lechuga% l fabricante japon)s de electrónica, que tiene un linaje que se remonta a la d)cada de 5VI6, ha creado recientemente una granja vegetal dentro de una fábrica en desuso en Qo:osu:a, #refectura de 2anaga;a, que una vez fue produciendo disquetes en la sintonía de millones. $uando disquetes se volvió
obsoletos, la fábrica estaba parada en la d)cada de 5VV6 y permanecieron desierta durante d)cadas hasta que 3oshiba decidió establecer una granja vegetal cultivo de lechuga, espinaca y otros vegetales de hojas verdes. #ero se trata no lechuga ordinaria, que se cultiva no en suelo sino en una formulación especializada de nutrientes y fertilizantes en salas limpias donde 3oshiba una vez manufacturado electrónica delicada. !os productos son tan limpios que incluso no
necesita lavarse antes de comerlos.
$r)dito de la foto 3odo dentro de las salas limpias es controlado estrechamente, incluyendo
iluminación, temperatura y presión de aire. !os trabajadores entran en la sala de trajes especiales y despu)s de lavarse bien las manos. !a habitación carece de bacterias y polvo, permitiendo que los cultivos est)riles se han e*tendido la vida 1til en comparación con el campo de cultivos. May no hay bugs, así que ninguY n pesticida es necesario tampoco. !a primera cosecha comenzada en peque=os envases de plástico en los comedores corporativos de 3oshiba, así como caf)s de ensalada en algunos grandes almacenes japoneses del envío en noviembre de 765N. 3oshiba planea eventualmente vender bolsas de ensaladas y cortar las verduras en tiendas de conveniencia y supermercados. (e espera que la planta producir I millones de unidades de vegetales, como lechuga y hierbas, anualmente desde el a=o fiscal 765O.
$r)dito de la foto 3oshiba no es la industria del semiconductor 1nico que entró en la agricultura. n mayo del a=o pasado, electrónica que gigante /ujitsu !td. comenzó a enviar verduras producidos en la habitación de una fábrica de semiconductores de apagado en la #refectura de /u:ushima. !a lechuga cultivada por /ujitsu tiene niveles muy bajos de potasio, contiene apro*imadamente una quinta parte de lo que lechuga tradicional, que es perfecto para aquellos con insuficiencia renal que están en diálisis, ya que no toleran el potasio muy bien. Mitachi tambi)n opera un sistema de agriculturaCgestión de ti que puede ayudar a la previsión de crecimiento y determinar el mejor momento de cosecha para cultivos de cereales como el trigo, que tiene una ventana de cosecha óptima en Lapón de sólo una o dos semanas. >tro fabricante de productos electrónicos (harp está creciendo fresas japon)s en una planta de 56S metros cuadrados en Dubai con una iluminación de !D
controlada, una tecnología patentada de purificadores de aire y humedad y temperatura sistemas de control para optimizar el crecimiento de fresa. Del mismo modo, #anasonic está creciendo su propia marca de espinaca en un establecimiento en (ingapur mientras que planta de semiconductores abandonados de (ony en la #refectura de 9iyagi de Lapón es ahora el parque interior más grande del mundo iluminado por !D.
$r)dito de la foto
$r)dito de la foto
$r)dito de la foto
$r)dito de la foto
$ampo interior de /ujitsu. $r)dito de la foto
!a granja de #anasonic en (ingapur. $r)dito de la foto /uentes EZ.com ? +sahi.com ? #$Jorld
,ítulo del artículo6
Antiguas "!ricas de semiconductores convertidas en gran@as de alta tecnología Z *magenes impresionantes. )RL del post6
https://edukavital.logspot.com/?01/0B/antiguas-"aricas-de-semiconductores.html %ombre del Sitio 9eb6
6nciclopedia (ulturalia *ersonal editorial6
6#uipo de (olaoradores !echa de publicación6
