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El primer chip desarrollado por alumnos de la UNSAM

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Alumnos, docentes e investigadores de la Escuela de Ciencia y Tecnología presentan su primer diseño de circuito integrado, que fue enviado a fabricación en 2016. El logro se concretó gracias a los programas académicos de las empresas Synopsys y Mentor Graphis, y el programa educativo de MOSIS.

Por Ximena Hernández | Fotos: Pablo Carrera Oser y Leandro Martínez

El diseño se basa en circuitos de transistores y el objetivo es validar la tecnología y avanzar en diferentes proyectos de investigación de los Laboratorios de Integración nanoElectrónica (LInE); el MicroLab de la ECyT; y de la materia de Ingeniería Electrónica Desarrollo de Circuitos Integrados —en cuyo marco, los alumnos Natalia Requejo, Natalia Caroli, Víctor Esparza e Iván Jakowicki también diseñaron un contador de cuatro bits, el cual, luego de su fabricación a través de MOSIS, ya está listo para ser medido con el equipamiento de la Escuela—.

Además, en junio de 2017 se mandó a fabricar un segundo chip, que consta de un front-end analógico diseñado por el alumno Fabrizio Di Francesco —becario en el LInE—. Federico Golmar, director del LInE y secretario de Investigación y Transferencia de la ECyT, explica la importancia del proyecto.

¿Qué función cumple el chip?

El chip fue concebido como un multi project die, es decir, varios proyectos incluidos en una misma pastilla de silicio: estructuras de prueba y caracterización de radiofrecuencia del MicroLab; estructuras de prueba como parte de un trabajo de tesis doctoral realizada en LInE; algunos diseños de prueba de tecnología; y los proyectos finales de los alumnos de la materia Desarrollo de Circuitos Integrados de Ingeniería Electrónica.

¿Cómo es el proceso de diseño del chip?

La tecnología empleada para la fabricación de los chips de silicio actuales es la tecnología CMOS. Para fabricar estos circuitos se utilizan máscaras de fotolitografía. El trabajo del diseñador consiste en dibujar esas máscaras para que los circuitos planeados luego puedan implementarse físicamente. Este proceso de diseño es complejo y requiere la asistencia de herramientas de informática similares a las que utilizan los arquitectos para dibujar sus planos, además de las herramientas de simulación, comprobación y chequeo de los diseños. Buscamos ser rigurosos y metódicos con la implementación del flujo de trabajo para que la funcionalidad del chip sea la correcta.

 

¿Cómo se beneficiarán los alumnos de la UNSAM con este desarrollo?

Para los alumnos de grado es una experiencia muy enriquecedora. No es frecuente que, durante una cursada, pueda diseñarse y medirse un circuito integrado. Son pocas las universidades que cuentan con estas facilidades. Nuestro objetivo es que los chips diseñados por alumnos de un cuatrimestre sean caracterizados por los alumnos del siguiente y continuar con esta dinámica. Para el becario doctoral, este chip es una primera etapa de evaluación y estudio de tecnología para diseños posteriores.

La idea es desarrollar varios chips. Hoy la ECyT puede diseñar y fabricar chips de silicio gracias a las licencias académicas que obtuvo y a la cuenta educacional gestionada a través de MOSIS. También contamos con recursos humanos en formación. LInE y MicroLab tienen becarios de grado y posgrado trabajando en el diseño de circuitos integrados. La idea es que la UNSAM sea vista como una de las universidades con capacidad para trabajar en este campo, que consideramos estratégico. Este año, la organización de la EAMTA nos trajo un saldo muy positivo y despertó el interés de muchos alumnos por investigar en nuestros laboratorios.

¿Cómo es el vínculo entre el MicroLab y LInE?

Iniciamos LInE con la consigna de hacer electrónica. Comenzamos con el proyecto LabOSat, que fue pensado para probar dispositivos nano y micrométricos en ambientes hostiles. Esa línea sigue siendo nuestro fuerte y ya contamos con tres plataformas para la realización de ensayos en nanosatélites. Luego continuamos con la parte de diseño microelectrónico, con un proyecto de integración de la tecnología de memorias tipo RRAM (área que desarrollamos con colaboradores desde hace ya varios años) con la tecnología CMOS. Todos estos proyectos pueden ser potenciados gracias a las facilidades del MicroLab, que cuenta con una sala limpia para caracterización (que incluye una punta de pruebas y diversos equipos de medición de gran precisión) y una nueva fresadora (recientemente adquirida) de control numérico para el diseño de PCB de alta resolución y micromaquinados. Ambos laboratorios comparten el uso de las licencias de diseño y fabricación de chips.

¿Por qué es importante que los estudiantes se vinculen con esta tecnología?

Es importante que los alumnos se vinculen con todo el flujo de trabajo que representa la producción final de componentes microelectrónicos: desde el diseño de un circuito como solución a un problema hasta la adquisición de herramientas y capacidades de diseño, fabricación e implementación. Si bien son cuestiones que van por separado, es muy importante poder identificar cada etapa y desarrollarla. Esperamos muchos más chips diseñados por alumnos.

Nota actualizada el 4 octubre, 2017

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