Microprocesadores

Microprocesadores
Christopher Eduardo Acevedo Hernández
Nery Oswaldo Jiménez Contreras

¿Qué es un Microprocesador?

El microprocesador es un circuito integrado que es parte
fundamental de un CPU o unidad central de procesamiento en
una computadora.
Se le llama microprocesador a la parte de un CPU que se
clasifica como un componente electrónico compuesto por
cientos de miles de transistoresintegrados en una placa de
silicio.

Fabricación de un Microprocesador

El proceso de fabricación de un microprocesador es muy
complejo:
Todo comienza con un buen puñado de arena con la que se
fabrica un mono de cristal de unos 20 x 150 cm. Para ello, se
funde el material en cuestión a alta temperatura y muy
lentamente se va formando el cristal.
De este cristal se cortan los extremos y lasuperficie exterior de
forma de obtener un cilindro perfecto. Luego se corta en
obleas de 10 micras de espesor. De cada cilindro se obtienen
miles de obleas, y de cada oblea se fabrican varios cientos de
microprocesadores.

Estas obleas son pulidas hasta obtener una superficie
perfectamente plana, se calientan a temperaturas extremas
para eliminar cualquier defecto o impureza. Después se
recubren con unacapa aislante formada por oxido de silicio
transferido mediante deposición de vapor.
De aquí en adelante comienza el proceso de dibujado de los
transistores que conformaran a cada microprocesador.
Después de cientos de pasos, entre los que se hallan la
creación de sustrato, la oxidación, la litografía, el grabado, la
implantación iónica y la deposición de capaz, se llega a un
complejo bocadilloque contiene todos los circuitos
interconectados del microprocesador.

Los detalles de un microprocesador son tan pequeños y
precisos que una única mota de polvo puede destruir todo un
grupo de circuitos. Las salas empleadas para la fabricación de
microprocesadores se denominan salas limpias, porque el aire
de las mismas se somete a un filtrado exhaustivo y está
prácticamente libre de polvo. Lassalas limpias más puras de la
actualidad se denominan de clase 1. La cifra indica el número
máximo de partículas mayores de 0,12 micras que puede haber
en un pie cúbico de aire. Como comparación, un hogar normal
sería de clase 1 millón. Los trabajadores de estas plantas
emplean trajes estériles para evitar que restos de piel, polvo o
pelo se desprendan de sus cuerpos.

 Luego la oblea es cortaday cada chip individualizado. En esta
etapa del proceso el microprocesador es una pequeña placa de
unos pocos milímetros cuadrados, sin pines ni cápsula
protectora.
Cada una de estas plaquitas será dotada de una cápsula
protectora plástica y conectada a los cientos de pines
metálicos que le permitirán interactuar con el mundo exterior.
Estas conexiones se realizan utilizando delgados alambresgeneralmente de oro. De ser necesario, la cápsula es provista
de un pequeño disipador térmico de metal, que servirá para
mejorar la transferencia de calor desde el interior del chip hacia
el disipador principal. El resultado final es un microprocesador
como los que equipan a los computadores.

Refrigeración de Microprocesadores.

Con el aumento de la cantidad de transistores integrados en unprocesador, el consumo de energía se ha elevado a niveles en
los cuales la disipación calórica natural del mismo no es
suficiente para mantener temperaturas aceptables y que no se
dañe el material semiconductor, de manera que se hizo
necesario el uso de mecanismos de enfriamiento forzado, esto
es, la utilización de disipadores de calor.
Entre ellos se encuentran los sistemas sencillos, tales comodisipadores metálicos, que aumentan el área de radiación,
permitiendo que la energía salga rápidamente del sistema.
También los hay con refrigeración líquida, por medio de
circuitos cerrados.

En los procesadores más modernos se aplica en la parte superior del
procesador, una lámina metálica denominada IHS que va a ser la
superficie de contacto del disipador para mejorar la refrigeración
uniforme...