Karakteristika for integrerede kredsløb

Det integrerede kredsløb (IC) er en af ​​de mest komplekse ting, der nogensinde er lavet. De består af små firkanter af silicium, præget med mikroskopiske mønstre. Mønstrene kan indeholde hundreder af millioner af transistorer, modstande og andre elektroniske dele. De er billige og allestedsnærværende og driver vores pc'er, mobiltelefoner og musikafspillere. De gør alt fra brødrister til biler mere effektive. Efterhånden som chipdesignere fortsætter med at forbedre det nyeste, presser de mere funktionalitet ind i stadigt mindre pakker.

Integrerede kredsløb er lavet af halvledende materialer, som er midtvejs mellem gode ledere, som kobber, og isolatorer som plastik. Silicium er den nuværende favorit. Ultrarent silicium blandes med små, præcise mængder af andre elementer for at skabe elektroniske materialer med forskellige egenskaber.

Den integrerede kredsløbschip er for lille og delikat til at kunne håndteres direkte. Hver chip er bundet til et sæt små guld- eller aluminiumstråde og sat ind i en flad blok af plastik eller keramik. Blokken har metalstifter på ydersiden, der fører til ledningerne indeni. Stifterne danner en solid mekanisk og elektrisk forbindelse til andre komponenter i et system. Plastblokken beskytter IC-chippen og hjælper med at holde den kølig. Fabrikantens navn og varenummer er normalt trykt på toppen.

IC'er kommer i en række forskellige pakketyper. Simple chips kommer i en dual-inline pakke eller DIP. Disse er lange rektangler med fire, syv, otte eller flere stifter på hver side. Efterhånden som chipkompleksiteten er vokset, har designere tilføjet flere stifter. Nogle mikroprocessorchips har hundredvis af ben. Disse er arrangeret i pæne rækker på bunden af ​​chippen.

Størrelsen af ​​den faktiske integrerede kredsløbschip varierer fra 1 kvadrat mm til mere end 200. Plastpakken, der indeholder chippen, er et par gange større. Dens tykkelse kan variere fra en brøkdel af en millimeter til et par millimeter.

I 2009 måler transistorer på nogle computerchips 45 nanometer (milliarddele af en meter) på en side. Disse chips har mere end 100 millioner transistorer. Siden 1960'erne har halvlederindustrien formået at fordoble antallet af transistorer på en chip hvert andet år, en trend kendt som Moores lov. Når transistortallet stiger, stiger chippens funktionalitet også.

Diskrete enheder, som transistorer og LED'er, er lavet af individuelle siliciumchips. Integrerede kredsløb får deres navn, fordi de kombinerer mange forskellige enheder på den samme chip. Da transistorerne på en chip er så små, udføres mange underfunktioner, som tidligere blev udført af mange chips, nu af én. En mikrocontroller, for eksempel, inkorporerer en komplet mikroprocessor, hukommelse og interface alt sammen i den samme enhed.