¿Qué es un Microchip?
Un microchip -también llamado chip, chip de computadora o circuito integrado (CI)- es una unidad de circuitos integrados fabricada a escala microscópica con un material semiconductor, como el silicio o, en menor medida, el germanio. Los componentes electrónicos, como transistores y resistores, se graban en el material por capas, junto con intrincadas conexiones que unen los componentes entre sí y facilitan el flujo de señales eléctricas.
Los componentes de los microchips son tan pequeños que se miden en nanómetros (nm). Algunos componentes tienen ahora menos de 10 nm, lo que permite albergar miles de millones de componentes en un solo chip. En 2021, IBM presentó un microchip basado en tecnología de 2 nm, más pequeño que la anchura de una hebra de ADN humano. Un nanómetro es la milmillonésima parte de un metro o la millonésima parte de un milímetro. A esa escala, es posible colocar hasta 50.000 millones de transistores en un microchip del tamaño de una uña.
¿Cómo se Fabrican los Microchips?
Los fabricantes de microchips confían en el silicio para sus chips porque es abundante, barato y fácil de trabajar. Además, ha demostrado ser un semiconductor fiable en una gran variedad de dispositivos. Sin embargo, el silicio podría estar alcanzando sus límites prácticos a medida que las tecnologías de microchip se hacen más pequeñas y se introducen más componentes en el microchip en un esfuerzo por satisfacer la creciente demanda de mayor rendimiento y más datos. Los investigadores trabajan activamente en diversas soluciones que esperan puedan llevar la electrónica al futuro.
Los microchips suelen incluir los siguientes tipos de componentes, que pueden ascender a millones o incluso miles de millones, dependiendo del tipo y la función del microchip:
- Transistores. Los transistores son componentes activos que controlan, generan o amplifican señales eléctricas dentro del circuito, actuando como interruptor o compuerta. Varios transistores pueden combinarse en una única puerta lógica que compara las corrientes de entrada y produce una única salida según la lógica especificada.
- Resistores. Los resistores son componentes pasivos que limitan o regulan el flujo de corriente eléctrica o que proporcionan un voltaje específico para un dispositivo activo. Los resistores controlan las señales eléctricas que se mueven entre los transistores.
- Condensadores. Los condensadores son componentes pasivos que almacenan electricidad en forma de campo electrostático y liberan corriente eléctrica. Los condensadores se utilizan a menudo junto con los transistores en la memoria RAM dinámica (DRAM) para ayudar a mantener los datos almacenados.
- Diodos. Los diodos son componentes especializados con dos nodos que conducen la corriente eléctrica en una sola dirección. Un diodo puede permitir o bloquear el flujo de corriente eléctrica y puede utilizarse para diversas funciones, como interruptores, rectificadores, reguladores de tensión o moduladores de señal.
¿Cuáles son los Tipos de Microchips?
Los microchips son el motor de toda la electrónica actual. No sólo los ordenadores, sino también los teléfonos inteligentes, los conmutadores de red, los electrodomésticos, los componentes de automóviles y aviones, los televisores y amplificadores, los dispositivos del Internet de las cosas y otros innumerables sistemas electrónicos. Los microchips suelen pertenecer a una de las dos categorías siguientes:
- Lógico. Este tipo de microchip hace todo el trabajo pesado, procesando las instrucciones y los datos que llegan al dispositivo y, posteriormente, al chip de ese dispositivo. El tipo de microchip lógico más común y utilizado es la unidad central de procesamiento (CPU). Sin embargo, esta categoría también incluye chips más especializados, como las unidades de procesamiento gráfico (GPU) y los procesadores de redes neuronales.
- Memoria. Este tipo de microchip almacena datos. El almacenamiento de datos puede ser volátil o no volátil. Los chips de memoria volátil necesitan una fuente constante de energía para conservar sus datos. La DRAM es un ejemplo común de chip de memoria volátil. Un chip no volátil es aquel que puede conservar los datos aunque se interrumpa el suministro eléctrico. Un buen ejemplo de memoria no volátil es la NAND flash. Los dispositivos de memoria volátil tienden a funcionar mucho mejor que los no volátiles, aunque se están haciendo esfuerzos para salvar la distancia entre ambos, como la memoria de clase de almacenamiento (SCM).
Aunque muchos microchips se centran sólo en la lógica o la memoria, otros tipos de chips incorporan ambas, junto con otras capacidades. Por ejemplo, los circuitos integrados de sistema en un chip (SoC) se utilizan ahora ampliamente en dispositivos como teléfonos inteligentes y tecnología wearable, y han empezado a abrirse paso en el mercado de los ordenadores, como demuestra la serie de chips Apple silicon. Otro ejemplo es el CI de aplicación específica, que también puede incluir lógica, memoria y otras capacidades, de forma muy parecida al chip SoC, salvo que el chip ASIC está personalizado para un fin específico, como un equipo médico o un componente de automoción.
