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Departamento de Difusión Científica
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
Boletín de prensa 36/2016
“Desarrollo y prueba de dispositivos electrónicos de alta velocidad
en el INAOE”
Santa María Tonantzintla, Puebla, a 30 de agosto de 2016. Si bien en nuestro
país hay poca infraestructura para desarrollar la tecnología de frontera en electrónica
que apunta hacia la miniaturización de los dispositivos hasta los impensables diez
nanómetros, sí se cuenta con laboratorios y equipos que permiten a los jóvenes
estudiantes conocer el proceso completo para fabricar chips, probarlos y medirlos, y
con las alianzas académicas para que realicen estancias en algunos de los institutos
más avanzados en todo el orbe.
En el Laboratorio de Altas Frecuencias del Instituto Nacional de Astrofísica,
Óptica y Electrónica (INAOE) se realizan pruebas y mediciones a nivel macroscópico
y microscópico de los dispositivos electrónicos más avanzados, desde algunos
nanómetros en chips semiconductores hasta los centímetros en tarjetas de cómputo.
El laboratorio está dotado con analizadores de redes, un crióstato, un magnetómetro
y una estación de pruebas para obleas, además de una cámara anecoica. Asimismo,
tiene contacto permanente con otras instituciones como el Centro Interuniversitario
de Microelectrónica (IMEC) de Bélgica para convenios de colaboración e intercambio
de estudiantes de posgrado.
Así lo informan el Dr. Reydezel Torres Torres, investigador de la Coordinación
de Electrónica del INAOE, y el Dr. Víctor Hugo Vega González, joven investigador
mexicano del IMEC.
El Dr. Reydezel Torres Torres, quien es responsable del Laboratorio, comenta
que gran parte de la electrónica se aplica en el desarrollo de soluciones para
problemas
prácticos
en
comunicaciones,
salud,
seguridad,
cómputo,
entretenimiento, etcétera. “Para hacer un teléfono celular o una consola de
videojuegos se requieren muchos componentes, los principales son los
microprocesadores que comúnmente llamamos microchips, y que contienen
elementos muy pequeños que son los transistores, interconexiones y otros
dispositivos semiconductores. En este laboratorio hacemos las mediciones y
pruebas a los componentes que permiten desarrollar los sistemas electrónicos
avanzados. En el INAOE hacemos toda la electrónica: a nivel semiconductor y a
nivel tarjeta madre. Y en la parte de semiconductores nos apoyamos mucho en
IMEC porque ellos tienen acceso a semiconductores más avanzados”.
El Dr. Torres apunta que actualmente las dimensiones características de los
dispositivos son de entre 30 y 45 nanómetros y ya hay investigación para reducirlas
hasta en diez nanómetros. “En un dispositivo, entre más corta sea la distancia que
viaja la corriente eléctrica de un punto a otro, más rápida será la respuesta. En el
INAOE tenemos capacidad de hacer tecnología en 500 nanómetros, pero lo
interesante es que nuestro laboratorio puede ser utilizado por estudiantes que
pueden aprender todo el proceso, y pueden ir a empresas para trabajar en
tecnologías más avanzadas. En el Laboratorio de Microelectrónica hacemos chips,
los empaquetamos, y después los pegamos en tarjetas, otras las hacen estudiantes
en empresas en Estados Unidos donde tenemos convenios”.
El Dr. Torres subraya: “Aquí hacemos dispositivos semiconductores, que son
la materia prima con la que se hace un chip, pero hay que acondicionarlo. Cada chip
se mete en un empaquetado que lo mantiene fijo, esto se llama chip semiconductor
empaquetado y luego se colocan en una tarjeta de circuito impreso, todo esto se
hace aquí. En la fase de investigación hacer chips avanzados es muy costoso”.
Por su parte, el Dr. Víctor Hugo Vega agrega: “Los electrónicos trabajan con
obleas que contienen un gran número de chips. En los laboratorios avanzados se
utilizan obleas muy grandes para fabricar chips de manera que estos sean
homogéneos, que la funcionalidad de los componentes sea la misma, que
respondan a los mismos estímulos, que en la temperatura se comporten igual. La
variabilidad entre obleas es mayor que la variabilidad entre los chips en la misma
oblea. Entre más chips puedas meter en una oblea mayor número de chips
similares, casi idénticos, vas a poder obtener, cosa que es benéfica. Un dispositivo
electrónico es un compendio de interfaces de usuario, de partes que procesan la
información y de otras que interactúan con el usuario como un celular, la pantalla, la
microprocesador, la antena, la batería”.
El Dr. Víctor Hugo Vega, quien es egresado del INAOE, trabaja actualmente
en el IMEC en Bélgica. El IMEC se fundó a principios de los ochenta en el seno de la
Universidad Católica de Leuven, y actualmente es un centro de investigación
independiente que desarrolla tecnología de punta y trabaja en la solución de
problemas prácticos de la industria, con patrocinios de empresas como Samsung,
Intel, Globalfoundries y National Instruments. “En mi grupo tenemos una amplia
perspectiva de todo lo que está pasando, estoy en el grupo de integración y eso es
lo que hace, integra todas las etapas del proceso, hay expertos en cada área y
nosotros damos seguimiento a todas y vemos que cada paso en el proceso de
fabricación sea compatible y eso es interesante porque tenemos acceso a mucha
información de cómo se fabrica todo. Al final de cuentas debemos estar al pendiente
porque somos los principales responsables del resultado. Ahora tenemos la idea de
empezar un vínculo con el INAOE para colaborar, lo cual empezó hace un año con
el primer estudiante que fue a mi grupo en el IMEC, Fabián Zárate. Otra estudiante,
Gabriela Méndez, acaba de empezar una estancia doctoral. La idea sería formalizar
esto con el tiempo y empezar a dar frutos en el futuro cercano”.
El Dr. Torres abunda: “En el grupo en el que trabaja Víctor se necesita gente
talentosa, y él ahora ve que hay oportunidad de llevar estudiantes para exponerlos a
las nuevas tecnologías, que van a tener acceso a cuartos limpios de última
generación y a aprender mucho. Nosotros en el INAOE también tenemos
laboratorios con algunos de los equipos más avanzados del mundo. Tenemos buen
equipo y ellos nos mandarán muestras para su análisis y nosotros también vamos a
intercambiar información, lo que beneficia a todos”.
Para concluir, ambos investigadores utilizan una interesante analogía.
“Imagina la electrónica como si fuera el telégrafo: antes los telegrafistas apretaban
un botón para mandar un mensaje que podía viajar una gran distancia. El telegrafista
podía apretar el botón cuatro o cinco veces por segundo. La electrónica de ahora es
lo mismo, sólo que ya no hay botones. Lo que permite mandar el mensaje son los
transistores que puedes imaginar como botoncitos. Con un transistor puedes apretar
el botón miles de millones de veces en un segundo. Por eso hablamos de alta
frecuencia, que está íntimamente relacionada con la velocidad. La electrónica se
sigue tratando de eso: generas un mensaje de la misma forma en que el telegrafista
lo generaba, lo mandas a través de un cable y lo recuperas en otro lado. Cuántos
telegrafistas puedes poner en chip: caben como cinco mil millones de transistores en
una pulgada cuadrada y se pueden apretar todos al mismo tiempo con gran
velocidad. Nosotros nos aseguramos de que esos “cables de telégrafo” que están
ahí adentro sean óptimos y que se envíe la mayor cantidad de información posible”.
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Acerca del INAOE:
El Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica es un centro de investigación científica de prestigio
internacional. Está ubicado en Santa María Tonantzintla, Puebla, y pertenece al Sistema de Centros Públicos de
Investigación del CONACYT. Sus objetivos principales son realizar investigación de frontera en Astrofísica, Óptica,
Electrónica y Ciencias Computacionales, formar recursos humanos de primer nivel en las citadas áreas, e
identificar y resolver algunos de los problemas científicos y tecnológicos más importantes en el país y en el mundo.
Para mayor información consultar www.inaoep.mx
Contactos:
Mtra. María Guadalupe Rivera Loy, Jefa del Departamento de Difusión Científica, tel. 01 (222) 266 31 00, ext. 7011,
[email protected]
Lic. Montserrat Flores de la Peña, 01 (222) 266 31 00, ext. 7014, [email protected]