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Como se fabrica un microprocesador

Oblea de microprocesadoresAdemás de su extremada complicación, una de las principales características de los microprocesadores es la increíble miniaturización de todos los elementos que lo componen, siendo lógico suponer que su proceso de fabricación a su vez debe ser tremendamente sofisticado.

La fabricación de un microcircuito se inicia a partir típica y simple arena, la cual tiene la característica de estar formada en gran parte por silicio. Aunque anteriormente para la fabricación de transistores se usaba el germanio, investigaciones posteriores demostraron que el silicio era mejor opción gracias a sus excelentes cualidades como semiconductor. Asimismo, otra de las ventajas del silicio es su abundancia, pues no en vano casi un treinta por ciento de la corteza terrestre está formada por este material, lo cual redunda en un escaso precio de adquisición.

El primer paso del proceso es fundir dicha arena a altas temperaturas de algo más de mil trescientos grados centígrados. Asimismo esto se hace de forma muy lenta para que la arena se cristalice. Una vez cristalizada, se procede al corte de los extremos de la pieza así como de la parte exterior hasta formar un cilindro perfecto de veinte por ciento cincuenta centímetros y cuyo peso es de varios cientos de kilogramos.

Usándose una sierra de diamante, la siguiente fase es laminar el cilindro en obleas (también llamadas wafers) las cuales tienen un espesor de diez micras. Para que nos hagamos una ligera idea, comentar que este espesor corresponde a una décima parte del diámetro de un cabello humano. Finalizado este proceso se obtienen unas obleas donde en cada una de ellas se formaran varios cientos de microprocesadores. La superficie de cada una de las obleas se pule así como también se comprueba mediante láser que no exista ninguna impureza o defectos como grietas. Dicho láser es capaz de detectar imperfecciones menores a una milésima de micra. Finalizado este proceso se cubre la oblea con una capa aislante formada por óxido de silicio.

A partir de este momento la oblea ya se encuentra en condiciones para recibir el "dibujado" de los elementos que formarán el microprocesador. Este proceso se realiza gracias a la impresión de finísimas capas sobre la oblea, realizándose de forma sucesiva la deposición y eliminación de capas con materiales conductores. Dicho proceso es parecido al que se realiza a la hora de fabricar circuitos impresos solo que a una escala increíblemente reducida. Comentar que actualmente se trabaja con una tecnología de cuarenta y cinco nanómetros, lo cual significa que entre elemento y elemento del microprocesador su distancia puede ser de solamente doscientos electrones. Para hacernos una idea más gráfica de lo que ello supone, se pude decir que sobre la cabeza de un alfiler cabrían treinta millones de transistores.

Las salas donde se fabrican los microprocesadores se denominan "salas limpias", donde el aire es sometido a un filtrado extremo para la casi total eliminación del polvo. Asimismo, las personas que trabajan en estas instalaciones deben emplear trajes estériles para evitar que cualquier partícula producida por su cuerpo pueda caer sobre las obleas. Dichas medidas de esterilización son del todo justificadas si consideramos que la caída de una sola mota de polvo durante la estampación podría destruir todos los microprocesadores de la oblea.

Una vez formados los microprocesadores se someten a una exhaustiva revisión para detectar posibles errores de fabricación. Este proceso es automatizado y literalmente marca aquellos procesadores que tienen un error. Normalmente los elementos tarados se encuentran al borde de la oblea. Posteriormente la oblea es cortada y cada chip individualizado, convirtiéndose por fin en una diminuta pieza de pocos milímetros cuadrados. No obstante, el proceso de fabricación todavía no ha concluido, pues cada microprocesador se encapsula dentro de material plástico o cerámico que lo protege de golpes o de proceso de oxidación. A su vez, el microprocesador se lo conecta a cientos de pines metálicos que le permitirán unirse al zócalo de la placa basa del ordenador. Todo el proceso descrito en el artículo tarda tres meses en ser completado.




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