Десеріалізатор LVDS 2975 Мбіт/с 0,6 В Автомобільний 48-контактний WQFN EP T/R DS90UB928QSQX/NOPB

1. Інтегральні схеми, виготовлені на поверхні напівпровідникового чіпа, також відомі як тонкоплівкові інтегральні схеми.Інший тип товстоплівкової інтегральної схеми (гібридна інтегральна схема) — це мініатюрна схема, що складається з окремих напівпровідникових пристроїв і пасивних компонентів, інтегрованих у підкладку або друковану плату.
З 1949 по 1957 рік прототипи розробляли Вернер Якобі, Джеффрі Даммер, Сідні Дарлінгтон і Ясуо Таруї, але сучасну інтегральну схему винайшов Джек Кілбі в 1958 році.За це він був удостоєний Нобелівської премії з фізики в 2000 році, але Роберт Нойс, який також розробив сучасну практичну інтегральну схему, помер у 1990 році.
Після винаходу та масового виробництва транзистора різні твердотільні напівпровідникові компоненти, такі як діоди та транзистори, використовувалися у великій кількості, замінюючи функцію та роль вакуумної лампи в схемі.З середини до кінця 20-го століття прогрес у технології виробництва напівпровідників зробив можливим створення інтегральних схем.На відміну від ручного складання схем із використанням окремих дискретних електронних компонентів, інтегральні схеми дозволяли інтегрувати велику кількість мікротранзисторів у невелику мікросхему, що було величезним прогресом.Масштабна продуктивність, надійність і модульний підхід до схемотехніки інтегральних схем забезпечили швидке впровадження стандартизованих інтегральних схем замість проектування з використанням дискретних транзисторів.
2. Інтегральні схеми мають дві основні переваги перед дискретними транзисторами: вартість і продуктивність.Низька вартість пояснюється тим, що мікросхеми друкують усі компоненти як одиницю за допомогою фотолітографії, а не виготовляють лише один транзистор за раз.Висока продуктивність завдяки тому, що компоненти швидко перемикаються та споживають менше енергії, оскільки компоненти маленькі та розташовані близько один до одного.У 2006 році мікросхеми мали площу від кількох квадратних міліметрів до 350 мм² і до мільйона транзисторів на мм².
Прототип інтегральної схеми був завершений Джеком Кілбі в 1958 році і складався з біполярного транзистора, трьох резисторів і конденсатора.
Залежно від кількості мікроелектронних пристроїв, вбудованих в мікросхему, інтегральні схеми можна розділити на такі категорії.
Малі інтегральні схеми (SSI) мають менше 10 логічних елементів або 100 транзисторів.
Інтеграція середнього масштабу (MSI) має від 11 до 100 логічних елементів або від 101 до 1k транзисторів.
Широкомасштабна інтеграція (LSI) від 101 до 1k логічних елементів або від 1001 до 10k транзисторів.
Дуже широкомасштабна інтеграція (VLSI) 1001~10k логічних елементів або 10001~100k транзисторів.
Ультравеликомасштабна інтеграція (ULSI) 10001~1M логічних елементів або 100001~10M транзисторів.
GLSI (Giga Scale Integration) 1 000 001 або більше логічних елементів або 10 000 001 або більше транзисторів.
3.Розробка інтегральних схем
Найдосконаліші інтегральні схеми є основою мікропроцесорів або багатоядерних процесорів, які можуть керувати всім: від комп’ютерів до мобільних телефонів і цифрових мікрохвильових печей.Хоча витрати на проектування та розробку складної інтегральної схеми є дуже високими, вартість однієї інтегральної схеми мінімізується, якщо розподілити її на продукти, які часто вимірюються мільйонами.Продуктивність мікросхем є високою, оскільки малий розмір призводить до коротких шляхів, що дозволяє використовувати логічні схеми з низьким енергоспоживанням із високою швидкістю перемикання.
Протягом багатьох років я продовжував рухатися до менших форм-факторів, дозволяючи розміщувати більше схем на одному чіпі.Це збільшує ємність на одиницю площі, дозволяючи знизити витрати та збільшити функціональність, див. закон Мура, згідно з яким кількість транзисторів у мікросхемі подвоюється кожні 1,5 року.Підсумовуючи, можна сказати, що майже всі показники покращуються зі зменшенням форм-факторів, падінням вартості одиниці та споживання електроенергії при комутації та збільшенням швидкості.Однак існують також проблеми з мікросхемами, які інтегрують нанорозмірні пристрої, головним чином струми витоку.У результаті збільшення швидкості та енергоспоживання дуже помітне для кінцевого користувача, і виробники стикаються з гострою проблемою використання кращої геометрії.Цей процес і прогрес, який очікується в найближчі роки, добре описані в міжнародній технологічній дорожній карті для напівпровідників.
Лише через півстоліття після їх розробки інтегральні схеми стали повсюдними, а комп’ютери, мобільні телефони та інші цифрові пристрої стали невід’ємною частиною соціальної тканини.Це пояснюється тим, що сучасні обчислювальні, комунікаційні, виробничі та транспортні системи, включаючи Інтернет, залежать від існування інтегральних схем.Багато вчених навіть вважають цифрову революцію, спричинену IC, найважливішою подією в історії людства, і що дозрівання IC призведе до великого стрибка вперед у технологіях, як з точки зору методів проектування, так і проривів у напівпровідникових процесах. , які тісно пов’язані між собою.