Próximamente en un espacio de creación cerca de usted: Circuitos integrados de bricolaje

Algún día, en un futuro cercano, es posible que pueda ingresar al mismo espacio de creación que ahora le permite fabricar piezas fabulosas en una impresora 3D y disfrutar construir sus propios circuitos integrados. Antes de decir que es una idea loca, considere el logro de Sam Zeloof, de 22 años, que recientemente apareció en la revista Wired. Zeloof produjo un chip que contenía 1200 transistores en el garaje de su familia utilizando equipos comprados principalmente en eBay. Ahora está trabajando en un chip que comprende una ALU (unidad lógica aritmética) que eventualmente quiere desarrollar en un microprocesador completo.

Lo primero que puede notar en las fotografías del espacio de trabajo de Zeloof es que no hay una habitación limpia a la vista, ni Zeloof anda deambulando con un traje de conejo. Le dijo a Wired que las patentes y los libros de texto de las décadas de 1960 y 1970 explicaban cómo se fabricaban los chips en bancos de trabajo ordinarios. Había suficiente información sobre la creación de máscaras con cuchillas X-Acto y cinta para ponerlo en marcha.

Zeloof dice que todo el equipo en su taller fue desechado por empresas tecnológicas y puesto en sitios de subastas. En particular, Zeloof vive en Nueva Jersey, por lo que no tuvo la oportunidad de bucear en la basura en Silicon Valley para obtener algunos de sus equipos. Habla de un hallazgo, un microscopio electrónico de barrido (SEM) roto que costó $250,000 a principios de los 90, que él compró por $1000 y reparó.

Ese tipo de precio de ganga hace que uno se pregunte si Zeloof tuvo suerte en sus compras de equipos. Para averiguar si otros aspirantes a fabricantes de chips podrían duplicar la configuración del joven de 22 años, investigamos un poco en eBay.

Con respecto a un SEM, no nos fue tan bien como a Zeloof, pero encontramos un modelo que supuestamente funcionaba de un SEM de Bausch & Lomb por $3400. También estaba disponible una cámara de vacío/T de acero inoxidable, similar a la que usa Zeloof, por $555. El mejor precio que pudimos conseguir para una bomba turbomolecular de alto vacío para evacuar la cámara de vacío fue de $250.

El equipo de Zeloof para hacer fotolitografía es sorprendentemente económico. Comenzó con un proyector DLP de cine en casa que contenía una lámpara de vapor de mercurio, en lugar de una fuente de luz LED, para obtener una alta salida de luz ultravioleta. El proyector, que normalmente cuesta alrededor de $400 en Amazon, se usa para proyectar imágenes de geometrías de chips en una lámina para su procesamiento. La imagen del proyector pasa por un microscopio ordinario de laboratorio, de unos 300 dólares, con la lente del objetivo girada para reducir las imágenes en lugar de ampliarlas. La lámina que recibe la imagen se mueve a través de una mesa X-Y motorizada, también en el rango de $300, que normalmente se usa para posicionar piezas en máquinas fresadoras CNC. Una mesa de vacío, alrededor de $100, sostiene la lámina mientras se expone.

Aunque el equipo de litografía de Zeloof tiene un precio económico, está claro que tuvo que poner mucha dedicación para que los componentes funcionaran juntos. Sacó partes del proyector DLP originalmente colocado allí en aras de la seguridad y con la intención de limitar la intensidad de la salida UV. También tuvo que reprogramar el proyector para que creyera que las medidas de seguridad seguían vigentes y para sincronizar la imagen con el movimiento de la mesa X-Y. La óptica del proyector DLP está configurada para proyectar normalmente imágenes en una pared en ángulo, por lo que el proyector tuvo que estar en el ángulo correcto para producir una imagen cuadrada en el objetivo del microscopio.

Y la configuración de la fotolitografía requirió una depuración inicial. La iluminación del proyector resultó no ser uniforme, creando puntos sobreexpuestos y subexpuestos en la oblea. Entonces, Zeloof tuvo que registrar el patrón de luz proyectado (usando una cámara web ordinaria) y usarlo para crear una máscara de calibración que corrigiera la luz del proyector en una salida más uniforme.

Eso nos lleva de vuelta a la idea de recrear la fábrica de chips de bricolaje de Zeloof como un espacio de creación. Quizás hay una lección que rescatar del campo del atletismo. Los lectores de cierta edad recordarán que antes de la primera carrera de una milla en menos de cuatro minutos en 1954, los observadores "informados" afirmaron que la hazaña era imposible.  Una vez que el corredor Roger Bannister demostró que era posible romper la barrera de los cuatro minutos, un segundo corredor lo hizo solo 46 días después y un tercero aproximadamente un año después. Eventualmente, la marca de cuatro minutos se volvió notable pero no de interés periodístico, con el primer estudiante de secundaria que rompió la marca en 1964.

La moraleja de la historia de la milla en menos de cuatro minutos es que a veces solo se necesita una demostración de lo que es posible para reorientar el pensamiento de los profesionales expertos. Sin duda, los aficionados a los espacio de creación van a aprender en base a los logros de Sam Zeloof y los detalles que proporciona en sus videos de YouTube. Así que no se sorprenda al ver configuraciones de equipos inspiradas en Zeloof duplicadas en espacios de hackers.

Finalmente, aquí hay otra forma de ver una fábrica de chips de bricolaje: Por solo $50,000 más o menos, puede conseguir un Chevy Camaro de 1969 en perfecto estado. Y pasará aproximadamente el 99 % del tiempo dentro de en su garaje. En cambio, puede gastar menos de la mitad de esa cantidad para convertir su garaje en una fábrica de chips que probablemente absorba mucho más de su tiempo que cualquier auto clásico deportivo.