Desenterrado: Inusual chip de silicio sobre zafiro en una antigua unidad de disquete HP

Ken Shirriff descubrió una tecnología de fabricación obsoleta mientras reparaba una unidad de disquete HP de ocho pulgadas. El chip es único y parcialmente transparente.

Ken Shirriff es un apasionado de los circuitos integrados de ingeniería inversa y disfruta restaurando computadoras y dispositivos antiguos. Recientemente, mientras reparaba una unidad de disquete HP de ocho pulgadas, se topó con una tecnología de fabricación obsoleta que casi se perdió en el tiempo.

Shirriff compartió en su blog que la vieja unidad de disquete tenía un chip de interfaz roto, lo que le llevó a destaparlo y tomar fotografías. Lo que encontró fue un sustrato inusual, que consistía en una base de zafiro con elementos de silicio y cables metálicos en la parte superior. Este chip de "silicio sobre zafiro" fue diseñado para funcionar como interfaz entre el bus de interfaz de HP (HP-IB) y el procesador Z80, que actúa como eje central en el controlador de la unidad de disquete.

El chip de silicio sobre zafiro, conocido como componente PHI (Interfaz de procesador a HP-IB), se utilizó en varios productos de HP para gestionar el protocolo del bus y almacenar datos entre el bus de interfaz y el microprocesador de un dispositivo. Shirriff explicó que el sustrato de zafiro le dio al chip capacidades únicas, como capacitancia reducida entre transistores, rendimiento mejorado y protección contra radiación o cortocircuitos de baja impedancia.

Esta configuración de silicio sobre zafiro se había utilizado desde 1963 o antes, incluso en naves espaciales como la sonda Galileo, debido a su capacidad natural de endurecimiento contra la radiación. Shirriff comparó el chip PHI con otros procesadores de los años 70, señalando que el procesador MC2 de 16 bits de HP de 1977 utilizaba tecnología de silicio sobre zafiro y tenía 10.000 transistores, funcionando a 8 megahercios con sólo 350 mW de potencia. En comparación, la CPU Intel 8086 de 16 bits de 1978 se implementó en un sustrato de silicio "normal" utilizando NMOS en lugar del proceso de fabricación CMOS, con 29.000 transistores, funcionando inicialmente a 5 megahercios y consumiendo hasta 2,5 vatios de potencia.

Si bien los sustratos de silicio sobre zafiro ofrecían ventajas en rendimiento y consumo de energía, no estaban tan llenos de transistores como los de silicio. Además, las "incompatibilidades de cristal" entre el silicio y el zafiro dificultaron la fabricación, lo que resultó en un rendimiento del nueve por ciento para HP. Esta dificultad probablemente jugó un papel importante en el establecimiento del silicio como el material elegido para la fabricación de circuitos integrados en los años siguientes.

Compartir