Tecnologia BCD: la rivoluzione italiana del mondo dell’elettronica
Quando si parla d’industrie e tecnologia, nell’immaginario comune si pensa subito alla famosa area industriale degli USA, ovvero alla Silicon Valley. Contrariamente, una delle invenzioni più importanti nella storia del settore è stata attribuita a un laboratorio italiano della St-Microelectronics sito in Agrate Brianza. Si tratta di una tecnologia sviluppata nel 1984, chiamata BCD (Bipolar-CMOS-DMOS), che ha ricevuto nel 2021 il prestigioso riconoscimento “Milestone” (pietra miliare) dall’Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), la più grande comunità scientifica del mondo. La St-Microelectronics, adesso con 46.000 dipendenti in tutto il mondo, era allora conosciuta come SGS Microelettronica e aveva riunito un team multidisciplinare per sviluppare quel progetto.
La tecnologia BCD: una storia italiana di successo
Sicuramente i membri del team all’epoca non avrebbero potuto immaginare che stessero per cambiare il mondo con la loro invenzione. Indubbiamente essi avevamo tanta passione sull’attività che stavano svolgendo, tanto interesse e tanta voglia di fare.
L’obiettivo dei progettisti era quello di dare una potenza elettrica di centinaia di Watt sotto il controllo di una logica digitale che potesse scalare la legge di Moore. Oltre a tutto, i dispositivi avrebbero dovuto supportare funzioni analogiche precise riducendo al minimo il consumo energetico ed eliminare l’impiego dei dissipatori.
Il team diede vita così a una nuova tecnologia fondata su gate di silicio integrati. La tecnologia BCD rende possibile l’integrazione, su un unico chip, diodi, dispositivi bipolari lineari, una logica CMOS complessa e molteplici funzioni di potenza DMOS con interconnessioni complesse.
Cos’è la tecnologia BCD?
La tecnologia BCD combina i punti di forza di tre diverse tecnologie su un singolo chip: la tecnologia bipolare per funzioni analogiche precise, la tecnologia CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) per la progettazione digitale e la DMOS (Double Diffused Metal Oxide Semiconductor) per elementi di potenza e ad alta tensione.
In questa maniera, la tecnologia BCD consente d’installare tre diversi componenti su un unico pezzo di silicio per gestire livelli di potenza, segnali digitali e analogici. Tutto il sistema elettronico può essere pensato come un unico componente per acquisire informazioni dall’esterno, elaborarle e dare un output per ulteriori operazioni.
Una tecnologia per un’ampia gamma di applicazioni
La tecnologia BCD è divenuta estremamente popolare con oltre 40 miliardi di chip venduti in tutto il mondo per applicazioni che vanno dall’automotive (controllo del motore, airbag, abs, ricarica della batteria elettrica), agli smartphone, all’informatica (stampanti, dischi rigidi, altoparlanti) fino al campo medico.
La tecnologia BCD ha abilitato la possibilità d’integrare in un singolo chip tutte le funzioni di un sistema elettronico. La capacità di acquisire informazioni dal mondo esterno, di processarle ragionando come un cervello, e infine eseguire un’azione. La tecnologia BCD ha comportato dimensioni più piccole, sistemi più efficienti energeticamente e sicuramente sistemi più affidabili; senza queste tre cose molto probabilmente l’ascesa e la diffusione dell’elettronica non avrebbe avuto gli stessi ritmi.
Oggi tutti siamo circondati da questa tecnologia. Basti pensare allo smartphone che abbiamo in tasca, in esso ci sono almeno una decina di BCD. Richiede una potenza di un computer degli anni 90 e alimentare il tutto in modo efficace da una semplice batteria, gestire in modo efficiente il processore, la memoria, la fotocamera e così via, rappresentava una sfida notevole. Tutto questo è stato possibile grazie alla tecnologia BCD.
Nello specifico esistono due tipi di BCD, uno ad elevata densità e un altro ad alta tensione. Nel primo caso si possono integrare funzioni più complesse e diversificate nello stesso chip garantendo alta qualità e affidabilità in tutte le applicazioni. I BCD ad alta tensione consentono la convivenza nello stesso chip di circuiti di controllo a bassa tensione e fasi DMOS ad alta tensione con valori fino a 800V. La tecnologia BCD rappresenta un orgoglio italiano e sicuramente lascerà un segno nel presente, nel passato e nei tempi a venire.