Características dos circuitos integrados

O circuito integrado (IC) é uma das coisas mais complexas já feitas. Eles consistem em pequenos quadrados de silício, impressos com padrões microscópicos. Os padrões podem conter centenas de milhões de transistores, resistores e outras peças eletrônicas. Baratas e onipresentes, elas equipam nossos PCs, telefones celulares e reprodutores de música. Eles tornam tudo mais eficiente, desde torradeiras a carros. Conforme os designers de chips continuam a aprimorar o estado da arte, eles espremem mais funcionalidade em pacotes cada vez menores.

Os circuitos integrados são feitos de materiais semicondutores, que estão no meio do caminho entre bons condutores, como cobre, e isolantes, como plástico. O silício é o favorito atual. O silício ultrapuro é misturado a pequenas e precisas quantidades de outros elementos para criar materiais eletrônicos com características diferentes.

O chip do circuito integrado é muito pequeno e delicado para ser manuseado diretamente. Cada chip é ligado a um conjunto de minúsculos fios de ouro ou alumínio e colocado em um bloco plano de plástico ou cerâmica. O bloco tem pinos de metal do lado de fora, conduzindo aos fios de dentro. Os pinos formam uma conexão mecânica e elétrica sólida com outros componentes em um sistema. O bloco de plástico protege o chip IC e ajuda a mantê-lo fresco. O nome do fabricante e o número da peça geralmente estão impressos na parte superior.

Os ICs vêm em uma variedade de tipos de pacotes. Os chips simples vêm em um pacote dual-in-line ou DIP. São retângulos longos com quatro, sete, oito ou mais pinos em cada lado. À medida que a complexidade do chip aumenta, os designers adicionam mais pinos. Alguns chips de microprocessador têm centenas de pinos. Eles são organizados em fileiras organizadas na parte inferior do chip.

O tamanho do chip de circuito integrado real varia de 1 mm quadrado a mais de 200. A embalagem de plástico que contém o chip é algumas vezes maior. Sua espessura pode variar de uma fração de milímetro a alguns milímetros.

Em 2009, os transistores em alguns chips de computador medem 45 nanômetros (bilionésimos de um metro) de lado. Esses chips têm mais de 100 milhões de transistores. Desde a década de 1960, a indústria de semicondutores conseguiu dobrar o número de transistores em um chip a cada dois anos, uma tendência conhecida como Lei de Moore. Conforme a contagem de transistores aumenta, também aumenta a funcionalidade do chip.

Dispositivos discretos, como transistores e LEDs, são feitos de chips de silício individuais. Os circuitos integrados têm esse nome porque combinam muitos dispositivos diferentes no mesmo chip. Como os transistores em um chip são tão pequenos, muitas subfunções que costumavam ser realizadas por muitos chips agora são executadas por um. Um microcontrolador, por exemplo, incorpora um microprocessador completo, memória e interface, tudo no mesmo dispositivo.