Десериализатор LVDS, 2975 Мбит/с, 0,6 В, автомобильный, 48-контактный WQFN EP T/R DS90UB928QSQX/NOPB

1. Интегральные схемы, изготовленные на поверхности полупроводникового чипа, также известны как тонкопленочные интегральные схемы.Другой тип толстопленочных интегральных схем (гибридные интегральные схемы) представляет собой миниатюрную схему, состоящую из отдельных полупроводниковых приборов и пассивных компонентов, интегрированных в подложку или печатную плату.
С 1949 по 1957 годы прототипы разрабатывали Вернер Якоби, Джеффри Даммер, Сидни Дарлингтон и Ясуо Таруи, но современная интегральная схема была изобретена Джеком Килби в 1958 году.За это он был удостоен Нобелевской премии по физике в 2000 году, но Роберт Нойс, который в то же время также разработал современную практическую интегральную схему, скончался в 1990 году.
После изобретения и массового производства транзисторов в больших количествах стали использоваться различные твердотельные полупроводниковые компоненты, такие как диоды и транзисторы, заменяя функцию и роль электронной лампы в схеме.К середине-концу 20-го века достижения в технологии производства полупроводников сделали возможным создание интегральных схем.В отличие от ручной сборки схем с использованием отдельных дискретных электронных компонентов, интегральные схемы позволяли интегрировать большое количество микротранзисторов в небольшой чип, что было огромным достижением.Масштабная производительность, надежность и модульный подход к проектированию интегральных схем обеспечили быстрое внедрение стандартизированных интегральных схем вместо проектирования с использованием дискретных транзисторов.
2. Интегральные схемы имеют два основных преимущества перед дискретными транзисторами: стоимость и производительность.Низкая стоимость объясняется тем, что чипы печатают все компоненты как единое целое с помощью фотолитографии, а не изготавливают только один транзистор за раз.Высокая производительность достигается за счет быстрого переключения компонентов и потребления меньшего количества энергии, поскольку компоненты небольшие и расположены близко друг к другу.В 2006 году площадь чипов варьировалась от нескольких квадратных миллиметров до 350 мм² и до миллиона транзисторов на мм².
Прототип интегральной схемы был завершен Джеком Килби в 1958 году и состоял из биполярного транзистора, трех резисторов и конденсатора.
В зависимости от количества микроэлектронных устройств, интегрированных в кристалл, интегральные схемы можно разделить на следующие категории.
Малые интегральные схемы (SSI) имеют менее 10 логических вентилей или 100 транзисторов.
Среднемасштабная интеграция (MSI) имеет от 11 до 100 логических элементов или от 101 до 1 тыс. транзисторов.
Крупномасштабная интеграция (LSI): от 101 до 1 тыс. логических элементов или от 1001 до 10 тыс. транзисторов.
Очень большая интеграция (СБИС): 1001~10000 логических элементов или 10001~100000 транзисторов.
Сверхбольшая интеграция (ULSI): 10 001 ~ 1 млн логических элементов или 100 001 ~ 10 млн транзисторов.
GLSI (гигамасштабная интеграция) 1 000 001 или более логических элементов или 10 000 001 или более транзисторов.
3.Разработка интегральных схем.
Самые совершенные интегральные схемы лежат в основе микропроцессоров или многоядерных процессоров, которые могут управлять всем: от компьютеров до мобильных телефонов и цифровых микроволновых печей.Хотя стоимость проектирования и разработки сложной интегральной схемы очень высока, стоимость одной интегральной схемы минимизируется при распределении по продуктам, которые часто измеряются миллионами.Производительность микросхем высока, поскольку малый размер приводит к коротким путям, что позволяет применять маломощные логические схемы с высокой скоростью переключения.
На протяжении многих лет я продолжал двигаться в сторону меньших форм-факторов, что позволяет упаковывать больше схем на один чип.Это увеличивает емкость на единицу площади, позволяя снизить затраты и повысить функциональность (см. Закон Мура, согласно которому количество транзисторов в ИС удваивается каждые 1,5 года).Таким образом, почти все показатели улучшаются по мере сокращения форм-факторов, снижения удельных затрат и энергопотребления при переключении, а также увеличения скорости.Однако существуют и проблемы с ИС, в которые интегрируются наноустройства, в основном токи утечки.В результате прирост скорости и энергопотребления весьма заметен для конечного пользователя, и производители сталкиваются с острой проблемой использования лучшей геометрии.Этот процесс и прогресс, ожидаемый в ближайшие годы, хорошо описаны в международной технологической дорожной карте полупроводников.
Всего через полвека после своего создания интегральные схемы стали повсеместными, а компьютеры, мобильные телефоны и другие цифровые устройства стали неотъемлемой частью социальной структуры.Это связано с тем, что современные вычислительные, коммуникационные, производственные и транспортные системы, включая Интернет, зависят от существования интегральных схем.Многие ученые даже считают, что цифровая революция, вызванная ИС, является самым важным событием в истории человечества, и что развитие ИС приведет к большому скачку вперед в технологиях, как с точки зрения методов проектирования, так и с точки зрения прорывов в полупроводниковых процессах. , оба из которых тесно связаны.