BCD, STMicroelectronics premiata per una tecnologia che ha cambiato il mondo

STMicroelectronics è stata premiata dall'IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineering) con una cosiddetta "Milestone", ossia un riconoscimento che attesta l'importanza per il mondo intero di una scoperta tecnologica fondamentale. È stata infatti riconosciuta l'importanza della tecnologia BCD, contrazione di Bipolar-CMOS-DMOS, inventata nel 1985 e importantissima per i circuiti integrati e svariati settori industriali, tanto che a 35 anni di distanza sono stati venduti 40 miliardi di BCD, di cui quasi 3 miliardi solo nello scorso anno.

Come fa intuire il nome, BCD è l'unione di tre tecnologie che all'epoca viaggiavano su binari separati ma complementari. Metterle insieme garantiva diversi vantaggi: migliore affidabilità, interferenza elettromagnetica ridotta e minore area complessiva occupata. BCD combina in un unico chip i punti di forza di transistor bipolari per le funzioni analogiche, la tecnologia di processo CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) per quelle digitali e DMOS (Double Diffused Metal Oxide Semiconductor) per gli elementi ad alta tensione e l'alimentazione.

Nel corso degli anni, la tecnologia BCD ha reso possibili sviluppi rivoluzionari in applicazioni finali che comprendono, tra le tante, i dischi rigidi, le stampanti e l'intera gamma delle applicazioni automotive.

Durante una cerimonia virtuale tenutasi presso lo stabilimento ST di Agrate Brianza, alla presenza del ministro dell'università e della ricerca Maria Cristina Messa, è stata scoperta una targa celebrativa che sarà installata agli ingressi principali di due sedi di ST nell'area di Milano, dove si è svolto il lavoro di sviluppo della tecnologia BCD: Agrate (ad Agrate Brianza, MB) e Castelletto (Cornaredo, vicino a Milano). All'epoca l'azienda si chiamava SGS Microelettronica (SGS sta per Società Generale Semiconduttori).

Nel corso dell'evento sono intervenuti molti ingegneri che hanno permesso lo sviluppo del BCD, l'inventore Bruno Murari e il manager Aldo Romano che ha lavorato in STMicroelectornics per 47 anni.

Il primo circuito BCD super integrato, denominato L6202, poteva controllare fino a 60 V-1,5A a 300 kHz. Le vendite sono iniziate nel 1986 e il primo cliente ad avvalersene è stata IBM. In seguito, questa tecnologia di processo è stata ampiamente adottata in applicazioni automotive, computer e industriali, e ha consentito ai progettisti di chip di combinare in modo flessibile e affidabile l'elaborazione di segnali di potenza, analogici e digitali.

"Pensando alle esigenze dei clienti in vari segmenti di mercato, l'obiettivo dei progettisti era quello di fornire una potenza elettrica nell'ordine delle centinaia di Watt sotto il controllo di una logica digitale che potesse scalare secondo la legge di Moore. Inoltre, i dispositivi risultanti avrebbero dovuto supportare funzioni analogiche precise riducendo al minimo il consumo di energia per eliminare la necessità dei dissipatori", spiega una nota di STM.

Tali studi diedero vita a una nuova tecnologia basata su gate di silicio integrati. La tecnologia Bipolar-CMOS-DMOS (BCD) rendeva possibile l'integrazione, su un unico chip, di diodi, dispositivi bipolari lineari, una logica CMOS complessa e molteplici funzioni di potenza DMOS con interconnessioni complesse.

Esistono due tipi di BCD, uno ad alta tensione e uno ad alta densità. Nel primo caso si permette la coesistenza nello stesso chip di circuiti di controllo a bassa tensione e fasi DMOS ad alta tensione con capacità tipica fino a 800V. L'integrazione di BCD con substrati SOI (Silicon on Insulator) risponde alle esigenze specifiche di applicazioni ad alto valore come nell'elettromedicale.

I BCD ad alta densità permettono di integrare funzioni più complesse e diversificate nello stesso chip e garantiscono alta qualità e affidabilità in tutte le applicazioni ambientali.

Dopo oltre 40 miliardi di dispositivi basati sulla tecnologia BDC, l'azienda si appresta a produrne la decima generazione. La tecnologia, utilizzata in siti di produzione front-end e back-end in Europa e in Asia, ha una vasta diffusione sul mercato e trova impiego in numerosi sottosistemi automotive ma anche in smartphone, elettrodomestici, amplificatori audio, dischi rigidi, alimentatori, stampanti, pico proiettori, luci, dispositivi medicali, motori, modem, schermi e altro ancora.