Mitmesugust

Integreeritud vooluringi IC arendamine

 Integreeritud vooluringi IC arendamine


Kuna põhiline IC on nüüd olemas, oli loo järgmine etapp integraallülituse väljatöötamisel.

See pidi arenema nii kulukatest laborikatsetest, mis olid saadaval mõne niširakenduse jaoks, selleni, kus see oli saadaval madalate hindadega, ja kõigi elektroonikaareenide jaoks.

Integreeritud vooluahela väljatöötamine selle praeguse laialdase kasutamise seisukorda võttis aastaid ja palju arengut.

Kuid kulud langesid järk-järgult ja kasutamine kasvas pidevalt, kuna IC-tehnoloogia kasutamiseks töötati välja rohkem tooteid.

Varajane areng

Varased edusammud IC arendamisel ei olnud kerged. Kõrge hind andis märku kogetud raskustest. Saagikus oli suur probleem. Sel ajal oli protsesside jaoks saadaval ainult piiratud täpsus ja see tähendas, et ainult väike osa kiipidest töötas õigesti. Mida keerulisem on kiip, seda väiksem on selle töötamise võimalus. Isegi mõnekümne komponendiga vooluringid andsid saagiseks umbes 10%.

Suurem osa 1960. aastate IC arengust oli suunatud saagikuse suurendamisele. Tõdeti, et edu võti selles valdkonnas seisneb selles, et osi ökonoomselt toota. Seda oleks võimalik saavutada ainult siis, kui tööahelate protsenti vahvlis saaks oluliselt suurendada.

Suurem osa arengust ja edusammudest tehti USA-s kosmoseuuringute jaoks kättesaadava rahasumma tõttu.

Sellest hoolimata tegid teised riigid mitmeid olulisi edusamme. Euroopa oli selle valdkonnaga kenasti kursis. Suurbritannias oli Plessey teinud palju ettevalmistustöid Royal Radar Establishmenti jaoks. Muud ettevõtted, sealhulgas Ferranti, Standard Telephones and Cables (S.T.C.) ja Mullard (nüüd osa Philipsist, mis omakorda on muutunud NXP-ks), liitusid kõik IC-klubiga. Teised Euroopa riigid tundsid nende uute seadmete vastu sarnast huvi.

Jaapan, millest sai kiiresti maailmamajanduse väga suur jõud, nägi pooljuhttehnoloogia tähtsust. Enamikus uurimisvaldkondades, alates esimestest tootmistransistoridest kuni IC-tehnoloogiani, jäid need USA-st maha vaid umbes kaks aastat. Üks esimesi Jaapani ettevõtteid, kes tootis IC-sid, oli Nippon Electric Company, NEC, mis tõi oma esimesed tooted 1965. aastal turule.

Mõistes tohutut teadustööd, mida oleks vaja maailma juhtpositsiooni saavutamiseks, tegid viis Jaapani suurimat integraaltoodete tootjat 1975. aastal valitsusega ühist uurimisettevõtet. See skeem maksis tohutuid dividende, asetades mõned neist ettevõtetest otse ettevõtte tippu. IC müügi tabelid.

Välja on töötatud uued IC-tehnoloogiad

Kogu varajane töö IC-tehnoloogiaga oli tehtud bipolaarse tehnoloogia abil. Üsna varsti leiti, et soojuse hajumine oli suurim IC-de suuruse ja keerukuse arengut piirav tegur. Kuna mikrolaineahjus olevate komponentide arv pakiti väga väikesesse piirkonda, olid soojusprobleemid mitu suurusjärku hullemad kui siis, kui vooluahel oleks üles ehitatud eraldi komponentide abil.

Esialgu keskendus töö soojuse eemaldamiseks tõhusamate viiside leidmisele, kuid see andis ainult piiratud edu. Peagi selgus, et integratsioonitaseme tõusuks on vaja revolutsioonilisemat lähenemist.

Vastus integreeritud vooluahela arendamise edasiliikumisele tuli uue transistori tehnoloogia näol. Esmakordselt 1963. aastal toodetud välitransistoril olid suured eelised, kuna värav ei tarbinud praktiliselt voolu. Samuti oli kanalil suhteliselt madal takistus "sisse" ja kõrge "väljalülitatud" takistus. See muutis selle ideaalseks digitaalsete rakenduste jaoks, kus praegust tarbimist saaks vähendada mitu suurusjärku.

Texas Instruments oli taas teed juhtimas ja nad olid esimesed ettevõtted, mis tõid MOS-seadme turule 1966. aastal. Nende esimene seade oli binaar-kümnendkoha muundur, kuid paljud teised järgnesid varsti pärast seda.

Edasised integratsioonitasemed

Kuna MOS-tehnoloogia oli soojuse hajutamise probleemi suures osas vallutanud, oli tee avatud palju kõrgema integratsioonitaseme väljaarendamiseks.

Selles integreeritud vooluahelate arendamise valdkonnas oli areng väga kiire. Vaid aasta pärast Texase esimese seadme turule toomist asus Fairchild juhtima, tootes üle tuhande transistoriga seadme. Kiip oli 256-bitine operatiivmälu ja see oli esimene suurem katse vallutada magnetsüdamemälu domineerimine, mida sel ajal arvutites kasutati.

Ehkki see oli pooljuhttehnoloogia verstapost, ei olnud seade äriline edu. Kiip oli umbes kaks korda kallim kui traditsiooniline põhimälu ja seda ei müüdud. Kuid see näitas pooljuhttehnoloogia edenemise viisi. Alles 1 kbitise RAM-i käivitamisel hakkasid pooljuhtseadised eelist näitama.

1970. aastate edenedes muutus MOS-tehnoloogia domineerivaks formaadiks IC-de jaoks. Kuigi lineaarsed mikroprotsessorid kogusid populaarsust ja võeti kasutusele sellised kiibid nagu kuulus operatsioonivõimendi 741, domineeris turul just MOS-tehnoloogia. Integreerituse tase jätkas tõusu ja IC-disainerite peas hakkasid tekkima uued ideed.


Vaata videot: 50 FLAWLESS Quotes By NIKOLA TESLA (Detsember 2021).