IC және чип
Интегралды схеманың өнертапқышы Джек Килбидің өз сөзіне сәйкес, интегралды схема - электронды схеманың барлық компоненттері толығымен біріктірілген жартылай өткізгіш материалдың денесі. Техникалық тұрғыдан алғанда, интегралды микросхема - бұл микроэлементтердің диффузиясы арқылы жартылай өткізгіш субстрат (базалық) қабатқа салынған электронды схема немесе құрылғы. 1958 жылы интегралдық микросхемалар технологиясының өнертабысы әлемде бұрын-соңды болмаған төңкеріс жасады. Чип - интегралды схемалар үшін қолданылатын жалпы термин.
Интегралды схемалар туралы толығырақ
Интегралдық схемалар немесе IC – бүгінде кез келген дерлік электрондық құрылғыда қолданылатын құрылғылар. Жартылай өткізгіштер технологиясының дамуы және өндіру әдістері интегралды схемаларды ойлап табуға әкеледі. IC өнертабысқа дейін есептеу тапсырмаларын орындау үшін барлық жабдықтар логикалық қақпалар мен ажыратқыштарды енгізу үшін вакуумдық түтіктерді пайдаланды. Вакуумдық түтіктер табиғатта салыстырмалы түрде үлкен, жоғары қуат тұтынатын құрылғылар болып табылады. Кез келген тізбек үшін дискретті тізбек элементтерін қолмен қосу керек болды. Бұл факторлардың әсері ең кішкентай есептеу тапсырмасы үшін өте үлкен және қымбат электронды құрылғыларды тудырды. Сондықтан бес онжылдық бұрын компьютер көлемі жағынан орасан зор және өте қымбат болды, ал дербес компьютерлер өте алыс арман болды.
Жартылай өткізгіш негізіндегі транзисторлар мен диодтардың энергия тиімділігі жоғары және микроскопиялық өлшемдері вакуумдық түтіктерді және олардың қолданылуын ауыстырды. Демек, үлкен схеманы жартылай өткізгіш материалдың кішкене бөлігіне біріктіруге болады, бұл неғұрлым күрделі электронды құрылғыларды жасауға мүмкіндік береді. Алғашқы интегралды микросхемаларда транзисторлардың аз ғана саны болғанымен, қазіргі уақытта сіздің саусақтарыңыздың тырнақ аймағында миллиардтаған транзисторлар біріктірілген. Intel алты ядролы, Core i7 (Sandy Bridge-E) процессорында 434 мм² өлшемді кремний бөлігінде 2, 270, 000, 000 транзистор бар. IC құрамына кіретін транзисторлар санына байланысты олар бірнеше ұрпаққа жіктеледі.
SSI – Шағын масштабты интеграция – бірнеше транзисторлар (<100)
MSI –Medikum Scale Integration – жүздеген транзисторлар (< 1000)
LSI – Үлкен масштабты интеграция – мыңдаған транзисторлар (10, 000 ~ 10000)
VLSI-өте кең ауқымды интеграция – миллионнан миллиардқа дейін (106 ~ 109)
Тапсырма негізінде IC үш санатқа бөлінеді: Сандық, Аналогтық және аралас сигнал. Сандық IC дискретті кернеу деңгейлерінде жұмыс істеуге арналған және флип-флоптар, мультиплексорлар, демультиплексорлар кодерлері, декодерлер және регистрлер сияқты сандық элементтерді қамтиды. Сандық IC әдетте микропроцессорлар, микроконтроллерлер, таймерлер, өрісте бағдарламаланатын логикалық массивтер (FPGA) және жад құрылғылары (RAM, ROM және Flash), ал аналогтық IC - сенсорлар, операциялық күшейткіштер және қуатты басқарудың шағын схемалары. Аналогты сандық түрлендіргіштер (ADC) және Цифрлық аналогты түрлендіргіштер аналогтық және сандық элементтерді пайдаланады; сондықтан бұл IC дискретті және үздіксіз кернеу мәндерін өңдейді. Екі сигнал түрі де өңделетіндіктен, олар аралас IC деп аталады.
IC'тер жылу өткізгіштігі жоғары оқшаулағыш материалдан жасалған қатты сыртқы қаптамаға оралған, контурдың контакт терминалдары IC корпусынан шығып тұрады. PIN конфигурациясының негізінде IC орауыштарының көптеген түрлері қол жетімді. Қос желілік пакет (DIP), Пластикалық төрт жалпақ бума (PQFP) және Flip-Chip Ball Grid Array (FCBGA) орау түрлерінің мысалдары болып табылады.
Интегралды схема мен чиптің айырмашылығы неде?
• Интегралды схема чип деп те аталады, себебі IC чипке ұқсайтын пакетте келеді.
• Жиі интегралды схемалар жинағы IC жинағы емес, чипсет деп аталады.
