Historia del chip de silicio: del tubo de vacío al microprocesador moderno

El microchip de silicio hizo posible la informática moderna: de salas enteras a dispositivos de bolsillo.

1. Tubos de vacío (1940s)

Interruptores voluminosos, frágiles, calientes, poco fiables (ENIAC: 18 000 tubos).

2. Transistor (1947, Bell Labs)

Bardeen, Brattain, Shockley. Semiconductor de germanio primero; luego silicio por abundancia, estabilidad térmica y óxido nativo (SiO₂) ideal para aislamiento planar.

3. Ventajas del silicio

• Semiconductor intrínseco: dopable tipo n/p para crear diodos, transistores, MOSFETs.
• Óxido térmico de alta calidad → aislamiento de compuerta (MOS).
• Madurez industrial: wafers 300 mm, litografía EUV.

4. Circuito integrado (1958-59)

• Jack Kilby (TI): primer CI híbrido en germanio.
• Robert Noyce (Fairchild): CI planar en silicio con fotolitografía y aluminio. Base de la ley de Moore.

5. Fabricación actual (CMOS)

1. Wafer de silicio monocristalino (Czochralski).
2. Fotolitografía UV/EUV: máscara → fotorresista → revelado.
3. Grabado (etch) y dopaje (implantación iónica).
4. Deposición (CVD, ALD) de dieléctricos (High-k) y metal (Cu, Co).
5. Multiples capas (BEOL) interconectadas por vias.
6. Test, corte (dicing), encapsulado (BGA, LGA, chiplet).

Hoy: billions de transistores por chip (Apple M2 Ultra: 134 mil millones, 5 nm).