Što su integrirani krugovi (IC-ovi)?

Integrirani sklop (IC), popularno poznat kao silicijski čip, računalni čip ili mikročip, minijaturni je elektronički sklop prikazan na komadu poluvodičkog materijala, obično silicija, ali ponekad i safira. Zbog svojih sićušnih mjerenja i nevjerojatne procesorske snage – moderni integrirani krugovi ugošćuju milijune tranzistora na pločama veličine od 5 milimetara (oko 0.2 inča) kvadratnih i debljine 1 milimetar (0.04 inča) – mogu se naći u gotovo svakom modernom vremenu. uređaja i uređaja, od kreditnih kartica, računala i mobilnih telefona do satelitskih navigacijskih sustava, semafora i zrakoplova.

U biti, integrirani sklop je kompozit različitih elektroničkih komponenti, odnosno tranzistora, otpornika, dioda i kondenzatora, koji su organizirani i povezani na način koji proizvodi specifičan učinak. Svaka jedinica u ovom ‘timu’ elektroničkih komponenti ima jedinstvenu funkciju unutar integriranog kruga. Tranzistor djeluje poput prekidača i određuje ‘uključeno’ ili ‘isključeno’ stanje kruga; otpornik kontrolira protok električne energije; dioda dopušta protok električne energije samo kada je ispunjen neki uvjet u krugu; i na kraju kondenzator pohranjuje električnu energiju prije njenog oslobađanja u kontinuiranom praskanju.

Prvi integrirani krug demonstrirao je zaposlenik Texas Instrumentsa Jack Kilby 1958. Ovaj prototip, dimenzija oko 11.1 x 1.6 milimetara, sastojao se od trake od germanija i samo jednog tranzistora. Pojava silicija u kombinaciji sa sve manjom veličinom integriranih sklopova i brzim povećanjem broja tranzistora po milimetru značila je da su integrirani krugovi doživjeli veliku proliferaciju i doveli do doba modernog računalstva.

Od svog osnutka 1950-ih do danas, tehnologija integriranih sklopova poznavala je različite ‘generacije’ koje se danas obično nazivaju integracija malih razmjera (SSI), srednje velika integracija (MSI), integracija velikih razmjera (LSI) i vrlo Integracija velikih razmjera (VSLI). Ove progresivne tehnološke generacije opisuju luk u napretku dizajna IC-a koji ilustrira dalekovidnost voditelja Intela, Georgea Moorea, koji je skovao ‘Mooreov zakon’ 1960-ih koji je tvrdio da se integrirani krugovi udvostručuju u složenosti svake dvije godine.

Ovo udvostručenje složenosti potvrđuje generacijsko kretanje tehnologije koje je dovelo do povećanja SSI-jevih desetaka tranzistora na stotine MSI-jevih, zatim na desetke tisuća LSI-ja i konačno na milijune VSLI-ja. Sljedeća granica koju integrirani krugovi obećavaju probiti je ULSI, ili Ultra-Large Scale Integration, koja uključuje implementaciju milijardi mikroskopskih tranzistora i već je najavljena od strane Intelovog projekta kodnog naziva Tukwila, za koji se pretpostavlja da zapošljava više od dvije milijarde tranzistori.
Ako je potrebno više dokaza o postojanoj istinitosti Mooreove izreke, moramo samo pogledati moderni integrirani krug koji je brži, manji i sveprisutniji nego ikad. Od 2008. godine, industrija poluvodiča proizvodi više od 267 milijardi čipova godišnje, a očekuje se da će ta brojka porasti na 330 milijardi do 2012. godine.