集積回路の特徴

集積回路（IC）は、これまでに作られた中で最も複雑なものの1つです。 それらは、微細なパターンが刻印されたシリコンの小さな正方形で構成されています。 パターンには、何億ものトランジスタ、抵抗、その他の電子部品が含まれている場合があります。 安価でどこにでもあるので、PC、携帯電話、音楽プレーヤーに電力を供給します。 彼らはオーブントースターから車まですべてをより効率的にします。 チップ設計者は最先端技術を継続的に改善しているため、より多くの機能をより小さなパッケージに詰め込んでいます。

集積回路は、銅などの良導体とプラスチックなどの絶縁体の中間にある半導体材料でできています。 シリコンが現在のお気に入りです。 超高純度シリコンを少量の他の元素と正確に混合して、さまざまな特性を持つ電子材料を作成します。

集積回路チップは小さすぎて繊細であるため、直接取り扱うことはできません。 各チップは、小さな金またはアルミニウムのワイヤーのセットに結合され、プラスチックまたはセラミックの平らなブロックにセットされます。 ブロックの外側には金属製のピンがあり、内側のワイヤーにつながっています。 ピンは、システム内の他のコンポーネントへの強固な機械的および電気的接続を形成します。 プラスチックブロックがICチップを保護し、冷却を維持します。 通常、メーカー名と部品番号が上部に印刷されています。

ICにはさまざまなパッケージタイプがあります。 シンプルなチップは、デュアルインラインパッケージ（DIP）で提供されます。 これらは、両側に4つ、7つ、8つ、またはそれ以上のピンがある長い長方形です。 チップの複雑さが増すにつれて、設計者はより多くのピンを追加しました。 一部のマイクロプロセッサチップには数百のピンがあります。 これらはチップの底にきちんと並んでいます。

実際の集積回路チップのサイズは、1平方ミリメートルから200以上までさまざまです。 チップが入っているプラ​​スチックパッケージは数倍大きいです。 その厚さは、数分の1ミリメートルから数ミリメートルの範囲です。

2009年には、一部のコンピューターチップのトランジスターは、一辺が45ナノメートル（10億分の1メートル）になります。 これらのチップには1億個以上のトランジスタがあります。 1960年代以降、半導体業界は2年ごとにチップ上のトランジスタの数を2倍にすることに成功しました。これは、ムーアの法則として知られる傾向です。 トランジスタ数が増えると、チップの機能も増えます。

トランジスタやLEDなどのディスクリートデバイスは、個々のシリコンチップでできています。 集積回路は、同じチップ上に多くの異なるデバイスを組み合わせているため、その名前が付けられています。 チップ上のトランジスタは非常に小さいため、以前は多くのチップで実行されていた多くのサブ機能が1つで実行されるようになりました。 たとえば、マイクロコントローラは、完全なマイクロプロセッサ、メモリ、およびインターフェイスをすべて同じデバイスに組み込んでいます。