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2. PRESPECTIVA HISTÓRICA
A mediados del siglo pasado, se realizaron importantes avances en microtecnologías. El más significativo fue sin duda la invención del transistor, reconocido con el Premio Nobel de Física a Bardeen, Brattain y Shockley. El transistor tuvo un tremendo impacto en el diseño de circuitos electrónicos, reemplazando las costosas, poco fiables y energéticamente ineficientes válvulas de vacío (véase Figura 1).
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| Figura 1. El primer transistor: (a) fue inventado en 1947 por Bell Labs [1]; (b) los inventores del transistor William Shockley (sentado), John Bardeen (con gafas), y Walter Brattain [2]. | |
A finales de la década de los cincuenta, el eminente físico Richard Feynman publicó un sugerente estudio titulado There’s Plenty of Room at the Bottom, en el que preconizaba una gran revolución en las tecnologías de miniaturización. Inspirado en el funcionamiento de los sistemas biológicos y su capacidad para ejecutar funciones complejas y almacenar ingentes cantidades de información a nivel microscópico, Feynman especulaba sobre los nuevos campos de aplicación que se abrirían a la humanidad en caso de desarrollar la capacidad de fabricar dispositivos miniaturizados [1,2].
Las tecnologías de fabricación se desarrollaron inicialmente impulsadas por el auge de la industria de los circuitos integrados. Desde los primeros prototipos creados por Texas Instruments a finales de los cincuenta (Figura 2), los avances en este campo se han traducido en pocas décadas en un notable incremento de la calidad de vida a través de la proliferación de ordenadores, tecnologías de comunicación y electrónica de consumo. Uno de los factores más conocidos en este desarrollo es probablemente el nivel de integración alcanzado en los circuitos, comúnmente expresado a través de la Ley de Moore, según la cual el número de componentes por chip se dobla cada dos años. Otros factores importantes se muestran en la Tabla 1.
Figura 2. Primer circuito integrado, inventado por Jack Kilby en 1958, Texas Instruments; contenía un total de cinco componentes, entre transistores, resistencias y condensadores [5]. Actualmente, un procesador Pentium IV contiene más de 125 millones de transistores [6]. |
Tabla 1. Factores de mejora en la industria de circuitos integrados [7].
FACTOR | EJEMPLO |
Nivel de integración Coste Velocidad Potencia Tamaño Funcionalidad | Componentes por chip, Ley de Moore Coste por función en dispositivos multifunción Velocidad de microprocesador (GHz) Batería de móviles y portátiles Productos pequeños y ligeros Memoria no volátil |
En la actualidad, la Sociedad demanda la extensión de los éxitos de miniaturización en microelectrónica a otros sectores. La miniaturización conlleva muchas mejoras, entre las que se pueden citar:
· Reducción de energía y consumo de materiales durante la fabricación
· Ligereza y portabilidad
· Dispositivos de gran sensibilidad con funcionamiento más selectivo
· Aplicaciones menos invasivas
· Mejor relación coste/funcionalidad
Las microtecnologías hacen de enlace entre los mundos atómico y macroscópico y desempeñarán un papel muy importante en la industria del futuro (véase apartado 3), en especial en sectores como medicina, biotecnología, energía y telecomunicaciones.
