Miniaturización
Tendencia a fabricar productos y dispositivos cada vez más pequeños
Cargadores de batería para las sucesivas generaciones del iPod de Apple

La miniaturización ( Br.Eng.: miniaturización ) es la tendencia a fabricar productos y dispositivos mecánicos, ópticos y electrónicos cada vez más pequeños. Algunos ejemplos son la miniaturización de teléfonos móviles , ordenadores y la reducción del tamaño de los motores de los vehículos . En electrónica , el escalamiento exponencial y la miniaturización de los MOSFET de silicio (transistores MOS) [1] [2] [3] hace que el número de transistores en un chip de circuito integrado se duplique cada dos años, [4] [5] una observación conocida como la ley de Moore . [6] [7] Esto hace que los circuitos integrados MOS , como los microprocesadores y los chips de memoria, se construyan con una densidad de transistores cada vez mayor , un rendimiento más rápido y un menor consumo de energía , lo que permite la miniaturización de los dispositivos electrónicos . [8] [3]

Circuitos electrónicos

La historia de la miniaturización está asociada con la historia de la tecnología de la información basada en la sucesión de dispositivos de conmutación, cada uno más pequeño, más rápido y más barato que su predecesor. [9] Durante el período conocido como la Segunda Revolución Industrial ( c.  1870-1914 ), la miniaturización se limitó a los circuitos electrónicos bidimensionales utilizados para la manipulación de información. [10] Esta orientación se demuestra en el uso de tubos de vacío en las primeras computadoras de propósito general. La tecnología dio paso al desarrollo de transistores en la década de 1950 y luego al enfoque de circuito integrado (CI) que le siguió. [9]

Demostración de un dispositivo de televisión en miniatura en 1963.

El MOSFET fue inventado en Bell Labs entre 1955 y 1960. [11] [12] [13] [14] [15] [16] Fue el primer transistor verdaderamente compacto que podía miniaturizarse y producirse en masa para una amplia gama de usos, [17] debido a su alta escalabilidad [1] y bajo consumo de energía , lo que llevó a aumentar la densidad de transistores . [5] Esto hizo posible construir chips IC de alta densidad , [18] con un costo por transistor reducido a medida que aumentaba la densidad de transistores. [19]

A principios de la década de 1960, Gordon Moore , quien más tarde fundó Intel , reconoció que las características eléctricas y de escalado ideales de los dispositivos MOSFET conducirían a niveles de integración en rápido aumento y un crecimiento sin precedentes en las aplicaciones electrónicas . [20] La ley de Moore , que describió en 1965, y que más tarde recibió su nombre, [21] predijo que la cantidad de transistores en un CI para un costo mínimo de componentes se duplicaría cada 18 meses. [ contradictorio ] [6] [7] En 1974, Robert H. Dennard en IBM reconoció la rápida tecnología de escalado MOSFET y formuló la regla de escalado de Dennard relacionada . [22] [23] Moore describió el desarrollo de la miniaturización durante la Reunión Internacional de Dispositivos Electrónicos de 1975 , confirmando sus predicciones anteriores. [19]

En 2004, las empresas de electrónica estaban produciendo chips de circuitos integrados de silicio con MOSFET de conmutación que tenían un tamaño de característica tan pequeño como 130 nanómetros (nm) y también se estaba desarrollando un chip de unos pocos nanómetros de tamaño a través de la iniciativa de nanotecnología . [24] El objetivo es hacer que los componentes sean más pequeños para aumentar la cantidad que se puede integrar en una sola oblea y esto requirió innovaciones críticas, que incluyen el aumento del tamaño de la oblea, el desarrollo de conexiones metálicas sofisticadas entre los circuitos del chip y la mejora de los polímeros utilizados para las máscaras ( fotorresistencias ) en los procesos de fotolitografía . [21] Estas dos últimas son las áreas en las que la miniaturización se ha movido hacia el rango nanométrico. [21]

Otros campos

La miniaturización se convirtió en una tendencia en los últimos cincuenta años y llegó a cubrir no solo los dispositivos electrónicos sino también los mecánicos. [25] El proceso de miniaturización de dispositivos mecánicos es más complejo debido a la forma en que cambian las propiedades estructurales de las piezas mecánicas a medida que se reducen en escala. [25] Se ha dicho que la llamada Tercera Revolución Industrial (1969 – c. 2015) se basa en tecnologías económicamente viables que pueden encoger objetos tridimensionales. [10]

En el campo de la tecnología médica , los ingenieros y diseñadores han estado explorando la miniaturización para reducir el tamaño de los componentes a micro y nanometros. Los dispositivos más pequeños pueden tener un costo menor, ser más portátiles (por ejemplo, para ambulancias) y permitir procedimientos médicos más simples y menos invasivos. [26]

Véase también

Referencias

  1. ^ ab Motoyoshi, M. (2009). "Through-Silicon Via (TSV)" (PDF) . Actas del IEEE . 97 (1): 43–48. doi :10.1109/JPROC.2008.2007462. ISSN  0018-9219. S2CID  29105721. Archivado desde el original (PDF) el 19 de julio de 2019.
  2. ^ "La tortuga de transistores gana la carrera - Revolución CHM". Museo de Historia de la Computación . Consultado el 22 de julio de 2019 .
  3. ^ ab Colinge, Jean-Pierre; Colinge, CA (2005). Física de dispositivos semiconductores. Springer Science & Business Media . pág. 165. ISBN 9780387285238.
  4. ^ Siozios, Kostas; Anagnostos, Dimitrios; Soudris, Dimitrios; Kosmatopoulos, Elías (2018). IoT para redes inteligentes: desafíos y paradigmas de diseño. Saltador. pag. 167.ISBN​ 9783030036409.
  5. ^ ab "Los transistores mantienen viva la ley de Moore". EETimes . 12 de diciembre de 2018 . Consultado el 18 de julio de 2019 .
  6. ^ ab "Cramming more component's onto integrated circuits" (PDF) . Revista Electrónica . 1965. p. 4. Archivado desde el original (PDF) el 18 de febrero de 2008 . Consultado el 11 de noviembre de 2006 .
  7. ^ ab "Extractos de Una conversación con Gordon Moore: La Ley de Moore" (PDF) . Intel Corporation . 2005. p. 1. Archivado desde el original (PDF) el 29 de octubre de 2012 . Consultado el 2 de mayo de 2006 .
  8. ^ Sridharan, K.; Pudi, Vikramkumar (2015). Diseño de circuitos aritméticos en nanotecnología de autómatas celulares de puntos cuánticos. Springer. p. 1. ISBN 9783319166889.
  9. ^ ab Sharma, Karl (2010). Operaciones de nanoestructuración en ciencia e ingeniería a nanoescala . Nueva York: McGraw-Hill Companies Inc. pp. 16. ISBN 9780071626095.
  10. ^ ab Ghosh, Amitabha; Corves, Burkhard (2015). Introducción a los micromecanismos y microactuadores . Heidelberg: Springer. pág. 32. ISBN 9788132221432.
  11. ^ Huff, Howard; Riordan, Michael (1 de septiembre de 2007). "Frosch y Derick: cincuenta años después (prólogo)". The Electrochemical Society Interface . 16 (3): 29. doi :10.1149/2.F02073IF. ISSN  1064-8208.
  12. ^ Frosch, CJ; Derick, L (1957). "Protección de superficies y enmascaramiento selectivo durante la difusión en silicio". Revista de la Sociedad Electroquímica . 104 (9): 547. doi :10.1149/1.2428650.
  13. ^ KAHNG, D. (1961). "Dispositivo de superficie de dióxido de silicio y silicio". Memorándum técnico de Bell Laboratories : 583–596. doi :10.1142/9789814503464_0076. ISBN 978-981-02-0209-5.
  14. ^ Lojek, Bo (2007). Historia de la ingeniería de semiconductores . Berlín, Heidelberg: Springer-Verlag Berlin Heidelberg. pág. 321. ISBN 978-3-540-34258-8.
  15. ^ Ligenza, JR; Spitzer, WG (1960). "Los mecanismos de oxidación del silicio en vapor y oxígeno". Revista de Física y Química de Sólidos . 14 : 131–136. doi :10.1016/0022-3697(60)90219-5.
  16. ^ Lojek, Bo (2007). Historia de la ingeniería de semiconductores . Springer Science & Business Media . pág. 120. ISBN. 9783540342588.
  17. ^ Moskowitz, Sanford L. (2016). Innovación en materiales avanzados: gestión de la tecnología global en el siglo XXI. John Wiley & Sons . pp. 165–167. ISBN 9780470508923.
  18. ^ "¿Quién inventó el transistor?". Computer History Museum . 4 de diciembre de 2013. Consultado el 20 de julio de 2019 .
  19. ^ ab Brock, David; Moore, Gordon (2006). Entendiendo la Ley de Moore: Cuatro décadas de innovación . Filadelfia, PA: Chemical Heritage Press. p. 26. ISBN 0941901416.
  20. ^ Golio, Mike; Golio, Janet (2018). Tecnologías pasivas y activas de RF y microondas. CRC Press . págs. 18-5. ISBN 9781420006728.
  21. ^ abc Guston, David (2010). Enciclopedia de nanociencia y sociedad . Thousand Oaks, CA: SAGE Publications. pág. 440. ISBN 9781412969871.
  22. ^ McMenamin, Adrian (15 de abril de 2013). "El fin de la escalada de Dennard" . Consultado el 23 de enero de 2014 .
  23. ^ Streetman, Ben G.; Banerjee, Sanjay Kumar (2016). Dispositivos electrónicos de estado sólido . Boston: Pearson. pág. 341. ISBN 978-1-292-06055-2.OCLC 908999844  .
  24. ^ Jha, BB; Galgali, RK; Misra, Vibhuti (2004). Materiales futuristas . Nueva Delhi: Editores aliados. pag. 55.ISBN​ 8177646168.
  25. ^ ab Van Riper, A. Bowdoin (2002). La ciencia en la cultura popular: una guía de referencia . Westport, CT: Greenwood Publishing Group. pp. 193. ISBN 0313318220.
  26. ^ "Micromoldeo y miniaturización en tecnología médica". Micro Systems . 17 de mayo de 2023 . Consultado el 18 de mayo de 2023 .
  • Miniaturización – Definición en el glosario
Obtenido de "https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Miniaturización&oldid=1254675833"