Tecnología España , Valladolid, Viernes, 07 de enero de 2005 a las 17:46

Una empresa de Silicon Valley comercializa un simulador para testar chips desarrollado por la Universidad de Valladolid

El diseño de la aplicación, que permite ahorrar costes a los fabricantes de microchips, ha sido completado por el profesor Ignacio Martín Bragado en su tesis doctoral

Beatriz G. Amandi/DICYT Un grupo de investigadores de la Universidad de Valladolid ha desarrollado un programa informático que permite simular el comportamiento de los átomos que integran los microchips que componen los aparatos de microelectrónica, lo que supone un importante ahorro para los fabricantes de estos sistemas, y que está siendo comercializado por la americana Synopsys, afincada en Silicon Valley, el importante núcleo tecnológico del norte de San Francisco, en California.

Según ha explicado a DICYT el profesor de Electrónica de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales Ignacio Martín Bragado, se trata de un programa de ordenador al que han ido incorporando mejoras fruto de la investigación que se estaba realizando en Valladolid, y que ha permitido a este investigador presentar su tesis doctoral hace unas semanas.

Esta tesis recoge algunas de las investigaciones y procesos que ha sido necesario realizar hasta conseguir perfeccionar este simulador, y apunta algunos otros aspectos que son interesantes para la industria de la microelectrónica.

Según el profesor Martín Bragado, los trabajos parten de la idea de que la industria de la microelectrónica trabaja con chips, que son un componente fundamental de grabadoras, ordenadores, casetes, teléfonos móviles y multitud de útiles electrónicos. Estos chips tienen como componente fundamental el silicio (un material de fácil acceso debido a su abundancia, que está presente, por ejemplo, en la arena de la playa). Este silicio se trata por la industria para lograr que sea lo más puro posible y que tenga una forma de oblea o placa muy fina.

Después, para conseguir un chip que transmita información y funcione, según Martín Bragado “hay que colocarle lo que se conocen como impurezas o dopantes, a modo de capas, para que puedan emitir señales”. Estas impurezas suelen ser boro y arsénico que se depositan en diferentes regiones de la placa base, en forma de capas sobre el silicio. Lo que se consigue es que al aplicar voltaje, el boro y el arsénico reaccionen emitiendo una señal, y eso es lo que permite transmitir información.

 

La evolución de los microchips


Un chip está repleto de estos pequeños interruptores o transistores, para los que la técnica va evolucionando y permitiendo reducir su tamaño, a la vez que aumenta su capacidad de transmisión de información, ya que se consigue que los transistores sean más pequeños y se puedan colocar más en menos espacio. Así se ha pasado, por ejemplo, de los primeros ordenadores de tan sólo cuatro megahertzios a los actuales que sobrepasan cuatro gigahertzios.

Este desarrollo de tecnología permite realizar más operaciones en menos tiempo, pero también genera problemas ya que, cuanto más pequeños son los chips, más difícil resulta saber cómo se comportan. Así, resulta difícil conocer qué es lo que ocurre con el recalentamiento de los transistores, que es habitual es este tipo de chips empleados en microelectrónica. Cuando los chips eran más grandes se podía conocer mejor su comportamiento. Ahora debido a su reducido tamaño, resulta difícil saber lo que ocurre cuando se recalientan, ya que el boro y el arsénico dañan el sílice y pueden provocar el mal funcionamiento del aparato del que forman parte.

Según explica el creador del simulador, sólo existen dos formas de conocer cuál será la reacción del chip que se ha creado: la primera, sometiéndolo a un experimento físico que conlleve reproducir la reacción en un laboratorio, lo que es muy costoso desde el punto de vista económico; la segunda alternativa es crear un programa de ordenador que simule la reacción en una placa silicio virtual y con unos componentes virtuales, pero cuyos átomos tengan idénticas características a los reales, para así poder reproducir fielmente su comportamiento.

Este es el trabajo que los investigadores vallisoletanos han desarrollado, y que permite un gran ahorro de dinero, puesto que las simulaciones físicas ya sólo se realizarían en los casos en los que se hubieran obtenido resultados óptimos en las simulaciones informáticas. El interés despertado por este proyecto ha permitido que la empresa americana Synopsys, asumiera la comercialización del proyecto a través un simulador llamado Taurus. Para cerrar este acuerdo y estudiar las necesidades concretas de la empresa, Ignacio Martín ha trabajado durante cuatro meses con los técnicos en Silicon Valley.

 

Los modelos de simulación atomística
El grupo de trabajo del departamento de Electricidad y Electrónica lleva tiempo trabajando en un simulador atomístico de estas características, y la labor de Ignacio Martín, recogida en su tesis, ha sido conseguir desarrollar un entorno gráfico complejo, que simulara los procesos y que incluyeran mecanismos nuevos que permitieran conocer lo que ocurra en diferentes niveles electrónicos y diferentes componentes. Se trata de un trabajo en continuo cambio, ya que las piezas evolucionan constantemente tanto de tamaño, como de materiales, y cuánto más pequeña es la pieza, más precisión requiere en el simulador.