Co jsou integrované obvody (IC)?

Integrovaný obvod (IC), populárně známý jako křemíkový čip , počítačový čip nebo mikročip , je miniaturní elektronický obvod vykreslený na prameni polovodičového materiálu, obvykle křemíku, ale někdy safíru. Vzhledem k jejich malým měřením a neuvěřitelnému výkonu zpracování - moderní integrované obvody hostují miliony tranzistorů na deskách o tloušťce pouhých 5 milimetrů (asi 0,2 palce) čtverečních a 1 milimetrů (0,04 palců) - nacházejí se prakticky každý moderní den zařízení a zařízení, od kreditních karet, počítačů a mobilních telefonů po satelitní navigační systémy, semafory a letadla.

Integrovaný obvod je v podstatě složen z různých elektronických součástek, jmenovitě tranzistorů, rezistorů, diod a kondenzátorů, které jsou uspořádány a zapojeny způsobem, který vytváří specifický efekt. Každá jednotka v tomto „týmu“ elektronických součástek má v integrovaném obvodu jedinečnou funkci. Tranzistor funguje jako přepínač a určuje stav „zapnuto“ nebo „vypnuto“ obvodu; rezistor řídí tok elektřiny; dioda umožňuje tok elektřiny, pouze pokud byly splněny některé podmínky na obvodu; a nakonec kondenzátor ukládá elektřinu před jejím uvolněním v trvalém nárazu.

První integrovaný obvod byl představen zaměstnancem společnosti Texas Instruments Jack Kilby v roce 1958. Tento prototyp, měřící asi 11,1 x 1,6 milimetru, sestával z proužku germania a jen jednoho tranzistoru. Příchod křemíku spojený se stále se zmenšující velikostí integrovaných obvodů a rychlým nárůstem počtu tranzistorů na milimetr znamenal, že integrované obvody prošly masivní proliferací a vedly k věku moderních počítačových systémů.

Od svého vzniku v padesátých letech až do současnosti technologie integrovaných obvodů zná různé „generace“, které se dnes běžně označují jako integrace malého rozsahu (SSI), integrace středního rozsahu (MSI), integrace velkých rozměrů (LSI) a Very Integrace ve velkém měřítku (VSLI). Tyto progresivní technologické generace popisují oblouk v průběhu návrhu IC, který ilustruje předzvěst hlavy Intelu, George Moore, který vytvořil „Mooreův zákon“ v šedesátých letech, který tvrdil, že integrované obvody se zdvojnásobují ve složitosti každé dva roky.

Toto zdvojnásobení složitosti je potvrzeno generačním pohybem technologie, díky níž se desítky tranzistorů SSI zvýšily na stovky MSI, poté na desítky tisíc LSI a nakonec na miliony VSLI. Další hranicí, kterou integrované obvody slibují k narušení, je hranice ULSI neboli Ultra-Large Scale Integration, která vyžaduje rozmístění miliard mikroskopických tranzistorů a již byla ohlašována projektem Intel s kódovým označením Tukwila, který je považován za zaměstnaný více než dvě miliardy tranzistory.

Pokud by bylo zapotřebí více důkazů o přetrvávající pravdivosti Mooreova diktátu, musíme se jen podívat na moderní integrovaný obvod, který je rychlejší, menší a všudypřítomnější než kdy jindy. Od roku 2008 produkuje polovodičový průmysl více než 267 miliard čipů ročně a očekává se, že toto číslo vzroste do roku 2012 na 330 miliard.