La miniaturización ( Br.Eng .: Miniaturización ) es la tendencia para fabricar productos y dispositivos mecánicos, ópticos y electrónicos cada vez más pequeños. Los ejemplos incluyen la miniaturización de teléfonos móviles , computadoras y reducción de motor de vehículos . En electrónica , el escalado exponencial y la miniaturización de los MOSFET de silicio (transistores MOS) [1] [2] [3] conduce a que el número de transistores en un chip de circuito integrado se duplique cada dos años, [4] [5] una observación conocida comoLey de Moore . [6] [7] Esto lleva a que los circuitos integrados MOS , como microprocesadores y chips de memoria, se construyan con una densidad de transistores en aumento , un rendimiento más rápido y un menor consumo de energía , lo que permite la miniaturización de dispositivos electrónicos . [8] [3]
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 denominado Segunda Revolución Industrial , 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 uso general. La tecnología dio paso al desarrollo de transistores en la década de 1950 y luego se desarrolló el enfoque de circuito integrado (IC). [9]
El MOSFET (transistor de efecto de campo de semiconductor de óxido metálico, o transistor MOS) fue inventado por Mohamed M. Atalla y Dawon Kahng en Bell Labs en 1959, y demostrado en 1960. [11] Fue el primer transistor verdaderamente compacto que pudo ser miniaturizado y producido en masa para una amplia gama de usos, [12] debido a su alta escalabilidad [1] y bajo consumo de energía , lo que lleva a una mayor densidad de transistores . [5] Esto hizo posible construir chips IC de alta densidad , [13]permitiendo lo que más tarde se conocería como la ley de Moore. [5]
A principios de la década de 1960, Gordon E. Moore , quien más tarde fundó Intel , reconoció que las características eléctricas y de escala ideales de los dispositivos MOSFET conducirían a niveles de integración en rápido aumento y un crecimiento sin precedentes en las aplicaciones electrónicas . [14] La ley de Moore , que fue descrita por Gordon Moore en 1965 y que luego recibió su nombre, [15] predijo que el número de transistores en un circuito integrado por un costo mínimo de componentes se duplica cada 18 meses. [6] [7]
En 1974, Robert H. Dennard de IBM reconoció la tecnología de escalado rápido MOSFET y formuló la regla de escalado de Dennard relacionada . [16] [17] El escalado y miniaturización de MOSFET ha sido desde entonces la fuerza impulsora clave detrás de la ley de Moore. [4] Esto permite que los circuitos integrados, como los microprocesadores y los chips de memoria, se construyan en tamaños más pequeños y con una mayor densidad de transistores .
Moore describió el desarrollo de la miniaturización en 1975 durante la reunión internacional de dispositivos electrónicos, donde confirmó su predicción anterior de que el circuito integrado de silicio dominaría la electrónica, subrayando que durante el período dichos circuitos ya eran dispositivos de alto rendimiento y comenzaban a ser más baratos. Esto fue posible gracias a un proceso de fabricación confiable, que implicó la fabricación en un proceso por lotes. Empleó pasos de procesamiento fotolitográfico , mecánico y químico para crear múltiples transistores en una sola oblea de silicio. [18]La medida de este proceso fue su rendimiento, que es la relación entre los dispositivos en funcionamiento y los que tienen defectos y, dado un rendimiento satisfactorio, un transistor más pequeño significa que puede haber más en una sola oblea, lo que hace que cada uno sea más barato de producir. [18]