Circuitos integrados

El diseño y desarrollo de circuitos integrados se refiere a una tecnología específica en la que pueden implementarse soluciones electrónicas a problemas diversos. La implementación electrónica a nivel de circuito integrado constituye la forma más avanzada y efectiva en costo para hacer realizaciones físicas de circuitos y sistemas electrónicos.

El diseño de circuitos integrados en general va más allá de resolver un problema específico de la sociedad, ya que un mismo circuito integrado suele tener aplicaciones muy diversas. Algunas aplicaciones son enfocadas a la seguridad de las personas, como por ejemplo en la industria automotriz, donde se implementan circuitos integrados en los dispositivos electrónicos de control para las bolsas de aire y frenos anti-bloqueo, control de luces, entre otras, o por ejemplo en la seguridad contra robo a residencias, oficinas, automóviles, etc. Mejores circuitos integrados permiten innovar equipos médicos (escáner CAT, rayos X, pruebas para diabetes, colesterol y otras pruebas para componentes de la sangre), así como sistemas de información para monitorear en tiempo real la salud de las personas, para diagnosticar enfermedades y proveer tratamientos y curas contra enfermedades y anomalías genéticas. Algunos circuitos integrados son empleados en dispositivos y sistemas electrónicos para monitorear la calidad del aire, la calidad de los alimentos, etc.

En el ámbito de los sistemas bio-electrónicos, gracias al avance en los procesos de fabricación de dispositivos semiconductores, hoy es posible integrar dispositivos MEMS (micro-electro-mechanical systems, también conocidos como micro-máquinas) con dispositivos de circuitos integrados, o desarrollar circuitos integrados analógicos que sirven como interfaz con un medio hostil, lo que permite explorar el desarrollo de sistemas electrónicos para la detección y medición de entes químicos o biológicos. Esto se ha aprovechado, por ejemplo, para monitorear la calidad de alimentos, para desarrollar laboratorios on-chip y otras aplicaciones emergentes que representan un nicho de oportunidad. Aquí el principal problema es la incertidumbre sobre el comportamiento de los dispositivos electrónicos cuando están inmersos en un sistema químico o biológico, en ocasiones a temperaturas extremas; en este sentido, se hace necesaria la realización de estudios multi-físicos de tales dispositivos.

Por otro lado, el diseño de los circuitos integrados analógicos por lo general consume mucho tiempo por parte de los diseñadores, por lo cual el uso de algoritmos de optimización y métodos de CAD se vuelve necesario para acelerar el diseño de tales circuitos. Gracias a la combinación de estas herramientas de diseño, es posible desarrollar sistemas electrónicos en tecnología de circuitos integrados de alto rendimiento y robustos para diversas aplicaciones.

La línea de investigación en diseño electrónico cultiva el campo del diseño de circuitos integrados analógicos, digitales y de señal mixta, desde la simulación por computadora hasta su síntesis e implementación en microchip y su caracterización experimental, impulsando el desarrollo de arquitecturas innovadoras que operen en altas y/o en bajas frecuencias, con prestaciones de bajo consumo de potencia, alta densidad, y altas razones señal/ruido.