集積回路の用途は何ですか？

2011年時点での集積回路の使用は、従来の電子回路よりも優れた独自の利点があるため、非常に広く使用されています。 それらは、携帯電話や携帯音楽プレーヤーからゲームシステム、パーソナルコンピューター、その他のデジタルデバイスに至るまで、何らかのタイプのマイクロプロセッサ制御を備えたすべての電子デバイスに見られます。 これは、現代の21世紀の標準による集積回路（IC）またはチップが非常に洗練されたデバイスであり、シリコンのウェーハ上の数平方センチメートルの領域にトランジスタ、抵抗器、コンデンサーなどの数百万もの電子部品を梱包しているためです。 集積回路の初期の使用は、1958年と1959年に最初のモデルが製造された時点ではかなり制限されていました。当時は大量生産が困難であった原始的なデバイスでした。

米国のテキサス・インスツルメンツの研究者であるジャック・キルビーは、集積回路の潜在的な利点と使用法を初めて目にした人の一人であると信じられています。 彼は、電子回路の開発への貢献が認められ、2000年にノーベル物理学賞を受賞しました。 ICチップのコンセプトは、ドイツのエンジニアによる1949年までの初期の研究にまで遡ることができますが、キルビーとロバートノイスという米国を拠点とする別の研究者がこのアイデアの最初の特許を申請しました。

ICチップが電子回路設計にもたらした大きな飛躍は、1950年代後半に電子機器メーカーが直面していた制限に基づいています。 トランジスターは真空管に取って代わりましたが、トランジスター、コンデンサー、抵抗器などの回路の基本的な電気部品は、ピンセットで保持して回路基板にはんだ付けすることがますます小さくなったため、非常に小さくすることができました。 これらのコンポーネントの機能をシリコンのウェーハにエッチングするというアイデアは、ハンドヘルドコンポーネントの個別のはんだ付けの必要性を排除し、1960年代半ばから後半に製造方法が完成すると、集積回路の使用が急増し始めました。

最初の集積回路は小規模統合（SSI）回路と呼ばれ、数十個のコンポーネントしか含まれていませんでしたが、米国の核ミニッツマンミサイルシステムの制御や使用されるデジタルコンピューターなど、当時の航空宇宙プロジェクトには不可欠でしたアメリカのアポロムーンミッションプログラムによって。 これらの用途は、米国海軍のニーズと同様に、1962年時点での集積回路の初期需要の大部分を占めていました。1968年までに、集積回路の使用は、周波数変調（FM ）テレビの音。

チップ上に配置できるコンポーネントの数が増加するにつれて、集積回路の使用がはるかに広範囲になりました。 中規模統合（MSI）チップモデルには1960年代の終わりまでに数百のコンポーネントが含まれていましたが、5年後には大規模統合（LSI）が1つのチップに数千のコンポーネントを置くことができました。 そこから、数平方センチメートルの領域にいくつのコンポーネントを詰め込むことができるかは、指数関数的に増加しました。 1980年代初期に数十万の接続されたコンポーネントを可能にする超大規模集積（VLSI）、および2011年現在の3次元集積回路（3D-IC）設計により、数百または数十億のコンポーネントをネットワークにパックできます。これは、半導体ウェーハの複数の層で水平および垂直の両方に相互接続されています。

2011年現在、集積回路が実行できる複数の制御および数学処理機能により、ラジオやテレビから電卓やデジタル時計に至るまで、ほとんどの家庭用電化製品のユビキタスデバイスとなっています。 集積回路の使用は、自動車および航空機システムの制御だけでなく、産業プラント全体およびロボット工学でも広く使用されています。 より洗練され、安価に製造されるようになると、音楽を再生するグリーティングカードなどの使い捨てアイテムにも見られます。 小売店が在庫を追跡するために使用する使い捨て消費者製品パッケージの無線識別（RFID）タグは、ICチップの一般的な場所でもあり、RFIDタグはパスポートやクレジットカードなどの他の製品にも追加されます。