El diseño de circuitos integrados (IC) es una especialidad en ingeniería eléctrica e informática. Esta disciplina es vital para la correcta fabricación de nuevos circuitos integrados, que se utilizan en dispositivos digitales como computadoras y teléfonos móviles. Hay muchos pasos detallados en el proceso de desarrollo de CI. El diseño conceptual, la simulación y las pruebas de verificación son los fundamentos principales del procedimiento de diseño de circuitos integrados.
Cada circuito integrado contiene muchos componentes eléctricos interconectados. Estos pequeños elementos incluyen transistores y resistencias, que se utilizan para dirigir y controlar la corriente. Los circuitos integrados están fabricados con material semiconductor como el silicio. Los circuitos integrados son muy intrincados y algunos pueden contener casi mil millones de transistores.
En el diseño de circuitos integrados, los elementos deben planificarse y disponerse meticulosamente antes de poder fabricar un chip. Debido a la complejidad de los circuitos integrados modernos, los chips rara vez se diseñan a mano. En cambio, se utiliza software de diseño conceptual durante el proceso de planificación. Este enfoque asistido por computadora permite a los diseñadores de circuitos evitar errores y asegurarse de que cada chip esté colocado correctamente.
Durante la etapa de planificación conceptual del diseño de circuitos integrados, los expertos trabajan para diseñar cada circuito de la manera más eficiente posible. Los componentes están dispuestos para aprovechar al máximo el espacio disponible y reducir el tamaño final del chip. Las vías eléctricas están diseñadas para ser cortas y eficientes. Esto reduce el costo del CI y permite que las señales eléctricas fluyan sin problemas.
Los fabricantes de chips IC tienen diferentes capacidades. La maquinaria utilizada para producir circuitos integrados a veces se limita a ciertos diseños y estructuras. El proceso de planificación del circuito debe tener esto en cuenta, y los diseñadores deben trabajar en estrecha colaboración con los fabricantes para asegurarse de que se pueda producir un modelo propuesto.
Una vez que se ha conceptualizado un nuevo diseño de circuito integrado, se debe simular. En esta etapa, el software vuelve a ser una herramienta importante. Los programas de computadora se utilizan para simular el flujo de electricidad a través de un chip de nuevo diseño. La lógica digital de un circuito integrado se observa de cerca para detectar errores. Si existe un error de diseño, los diseñadores intentan encontrar y modificar la falla utilizando software antes de que comience el costoso proceso de fabricación.
El diseño de un circuito se convierte físicamente en un chip de silicio solo cuando los expertos están convencidos de que se ha diseñado correctamente. Debido a los costes de fabricación, los circuitos integrados suelen producirse a granel. Incluso después de una extensa simulación, un nuevo diseño de CI se prueba en el mundo real tan pronto como se construye. Los fabricantes de circuitos integrados verifican de forma rutinaria cada lote de silicio y comprueban que la lógica digital funcione correctamente.