Pelbagai

Pembangunan IC Litar Bersepadu

 Pembangunan IC Litar Bersepadu


Dengan IC asas yang ada sekarang, tahap seterusnya cerita adalah dalam pengembangan litar bersepadu.

Ia harus berkembang dari menjadi eksperimen makmal kos tinggi yang tersedia untuk beberapa aplikasi khusus hingga satu di mana ia tersedia dengan kos rendah dan untuk semua arena elektronik.

Perkembangan litar bersepadu ke keadaan penggunaannya yang meluas memerlukan masa bertahun-tahun dan banyak pembangunan.

Walau bagaimanapun, kos secara beransur-ansur turun, dan penggunaan terus meningkat apabila lebih banyak produk dikembangkan untuk memanfaatkan teknologi IC.

Perkembangan awal

Kemajuan awal dalam pengembangan IC tidaklah mudah. Kos yang tinggi memberi petunjuk akan kesulitan yang sedang dihadapi. Hasil adalah masalah besar. Hanya sebilangan ketepatan yang tersedia dengan proses yang tersedia pada masa itu, dan ini bermaksud hanya sebilangan kecil kerepek yang berfungsi dengan betul. Semakin rumit cip, semakin kecil kemungkinan ia berfungsi. Malah rangkaian dengan beberapa puluhan komponen memberikan hasil sekitar 10% sahaja.

Sebilangan besar pengembangan IC pada tahun 1960 dikhaskan untuk meningkatkan hasil. Diakui bahawa kunci kejayaan dalam bidang ini adalah dengan dapat menghasilkan IC secara ekonomi. Ini hanya dapat dicapai sekiranya peratusan litar kerja di wafer dapat meningkat dengan ketara.

Sebilangan besar pengembangan dan kemajuan dibuat di AS kerana jumlah wang yang tersedia untuk penyelidikan ruang angkasa.

Walaupun demikian negara-negara lain membuat sejumlah kemajuan yang signifikan. Eropah sudah maju dengan padang. Di UK banyak kerja persiapan telah dilakukan oleh Plessey untuk Royal Radar Establishment. Syarikat lain termasuk Ferranti, Standard Telephones and Cables (S.T.C.) dan Mullard (kini sebahagian daripada Philips, yang pada gilirannya telah berubah menjadi NXP) semuanya bergabung dengan kelab IC. Negara-negara lain di Eropah melihat minat yang sama terhadap peranti baru ini.

Jepun, yang dengan cepat menjadi kekuatan utama dalam ekonomi dunia melihat pentingnya teknologi semikonduktor. Di kebanyakan bidang penyelidikan dari transistor pengeluaran pertama hingga teknologi IC itu sendiri, mereka hanya sekitar dua tahun di belakang A.S. Salah satu syarikat Jepun pertama yang menghasilkan IC ialah Syarikat Elektrik Nippon, NEC yang membawa produk pertamanya ke pasaran pada tahun 1965.

Menyedari sejumlah besar penyelidikan yang diperlukan untuk mendapatkan kepemimpinan dunia, lima pengeluar IC Jepun terbesar bekerjasama dalam usaha penyelidikan bersama dengan Pemerintah pada tahun 1975. Skim ini memberikan dividen yang besar menjadikan beberapa syarikat ini berada di puncak jadual untuk penjualan IC.

Teknologi IC baru dikembangkan

Semua pekerjaan awal teknologi IC telah dilakukan dengan menggunakan teknologi bipolar. Tidak lama kemudian, didapati bahawa pelesapan haba adalah faktor terbesar yang membatasi pengembangan ukuran dan kerumitan IC. Dengan bilangan komponen pada IC yang dibungkus ke dalam masalah haba kawasan yang sangat kecil, banyak susunan magnitudnya lebih buruk daripada jika litar telah dibina menggunakan komponen diskrit.

Pada mulanya, pekerjaan itu tertumpu pada mencari cara yang lebih efisien untuk menghilangkan panas, tetapi ini hanya memberikan kejayaan yang terhad. Segera menjadi jelas bahawa pendekatan yang lebih revolusioner diperlukan jika tahap integrasi meningkat.

Jawapan untuk jalan maju untuk pengembangan litar bersepadu datang dalam bentuk teknologi transistor baru. Pertama kali dihasilkan pada tahun 1963, transistor kesan medan mempunyai kelebihan besar kerana pintu tidak menggunakan arus. Saluran ini juga mempunyai rintangan "on" yang rendah dan rintangan "off" yang tinggi. Ini menjadikannya sesuai untuk aplikasi digital di mana penggunaan semasa dapat dikurangkan dengan banyak pesanan.

Texas Instruments sekali lagi menerajui jalan dan mereka adalah syarikat pertama yang melancarkan peranti MOS ke pasaran pada tahun 1966. Peranti pertama mereka adalah penukar binari hingga perpuluhan, tetapi banyak yang lain mengikutinya tidak lama kemudian.

Tahap integrasi lebih lanjut

Oleh kerana teknologi MOS telah mengatasi masalah penyebaran haba, jalan terbuka untuk pengembangan tahap integrasi yang jauh lebih tinggi.

Kemajuan dalam bidang pengembangan litar bersepadu sangat pesat. Hanya setahun setelah Texas melancarkan peranti pertama mereka, Fairchild memimpin dengan mengeluarkan peranti dengan lebih dari seribu transistor. Cip itu adalah RAM 256 bit dan ini merupakan percubaan besar pertama untuk menaklukkan dominasi memori teras magnetik yang digunakan pada komputer pada masa ini.

Walaupun ia merupakan kejayaan dalam teknologi semikonduktor, peranti ini tidak berjaya secara komersial. Cip itu kira-kira dua kali lebih mahal daripada memori teras tradisional dan tidak laku. Walau bagaimanapun, ia menunjukkan kemajuan teknologi semikonduktor. Hanya apabila RAM 1 kbit dilancarkan, peranti semikonduktor mula menunjukkan kelebihan.

Seiring kemajuan tahun 1970-an, teknologi MOS menjadi format dominan untuk IC. Walaupun IC linear semakin popular dan cip seperti penguat operasi 741 yang terkenal diperkenalkan, teknologi MOS yang menguasai pasaran. Tahap integrasi terus meningkat dan idea-idea baru mula berkembang di fikiran pereka IC.

Tonton videonya: Tutorial membina litar transistor sebagai suis automatik kawalan haba (November 2020).