Wat zijn het gebruik van geïntegreerde circuits?
Het gebruik van geïntegreerde circuits vanaf 2011 is zeer wijdverbreid vanwege de unieke voordelen die ze bieden ten opzichte van die van traditionele elektronische circuits. Ze zijn te vinden in elk elektronisch apparaat dat een soort microprocessorbesturing heeft, van mobiele telefoons en draagbare muziekspelers tot gaming -systemen, personal computers en andere digitale apparaten. Dit komt omdat een geïntegreerd circuit (IC) of chip door hedendaagse 21 st eeuwstandaarden een extreem geavanceerd apparaat is, die miljoenen elektronische componenten zoals transistoren, weerstanden en condensatoren in een oppervlakte van een paar vierkante centimeter op een wafel van silicium inpakken. Het vroege gebruik van geïntegreerde circuits was echter redelijk beperkt toen de eerste modellen werden gebouwd in 1958 en 1959, omdat ze destijds primitieve apparaten waren die moeilijk waren om massaproducten te produceren.
Jack Kilby, een onderzoeker bij Texas Instruments in de Verenigde Staten, wordt gecrediteerd als een van de eerste mensen die de potentiële voordelen zieten gebruik van geïntegreerde circuits. Hij kreeg in 2000 de Nobelprijs voor natuurkunde voor zijn bijdrage aan de ontwikkeling van het elektronische circuit. Hoewel het concept voor de IC-chip al in 1949 door Duitse ingenieurs kan worden herleid tot eerder onderzoek, waren Kilby en een andere Amerikaanse onderzoeker met de naam Robert Noyce de eerste die patenten indiende voor het idee.
De enorme sprong die de IC -chip gaf aan het ontwerp van het elektronische circuit is gebaseerd op een beperking waarmee elektronica -fabrikanten in de late jaren 1950 werden geconfronteerd. De transistor had vacuümbuizen vervangen, maar basis elektrische componenten voor circuits zoals transistoren, condensatoren en weerstanden konden alleen zo klein worden gemaakt, omdat ze met een pincet met een pincet werden vastgehouden en ze op een printplaat soldeer werden naarmate ze kleiner en kleiner werden. Het idee om de functionaliteit van deze componenten te etsen in een wafel van SILPictogram elimineerde de behoefte aan individuele soldeeringen van handheld-componenten, en het gebruik van geïntegreerde circuits begon omhoogschoten nadat de productiemethoden in het midden van de jaren zestig waren geperfectioneerd.
Hoewel de allereerste geïntegreerde circuits werden genoemd als kleinschalige integratiecircuits (SSI) en slechts enkele tientallen componenten bevatten, waren ze destijds van vitaal belang voor ruimtevaartprojecten, zoals bedieningselementen voor het Amerikaanse nucleaire Minuteman-raketsysteem en digitale computers die werden gebruikt door het Amerikaanse Apollo Moon-missieprogramma. Deze toepassingen, evenals behoeften van de Amerikaanse marine, waren verantwoordelijk voor het grootste deel van de vroege vraag naar geïntegreerde circuits vanaf 1962. Tegen 1968 was het gebruik van geïntegreerde circuits begonnen zich te verspreiden naar consumentenelektronica, met hun vermogen om frequentie gemoduleerd (FM) geluid in televisies te verwerken.
Omdat het aantal componenten dat op een chip kon worden geplaatst, werd opgeschaald, werd het gebruik van geïntegreerde circuits veel wijdverspreide. Mediumschalige integratie (MSI) chipmodellen ContaiNed honderden componenten tegen het einde van de jaren zestig, en grootschalige integratie (LSI) zou vijf jaar later meerdere duizenden componenten op één chip kunnen plaatsen. Vanaf daar nam de groei van hoeveel componenten in een oppervlakte van enkele vierkante centimeters kunnen worden verpakt, exponentieel. Zeer grote schaalintegratie (VLSI) die in de vroege jaren tachtig honderdduizenden verbonden componenten mogelijk maken, en driedimensionaal geïntegreerde circuit (3D-IC) ontwerpen vanaf 2011 zorgen voor miljoenen of miljarden miljarden componenten om te worden verpakt in een netwerk dat zowel horizontaal als verticaal op meerdere lagen semiconductor wafelijk is.
Vanaf 2011 heeft de meervoudige controle- en wiskundige verwerkingsfuncties die een geïntegreerd circuit kan uitvoeren, hen alomtegenwoordige apparaten in de meeste consumentenelektronica gemaakt van radio's en televisies tot rekenmachines en digitale horloges. Het gebruik van geïntegreerde circuits is wijdverbreid in industriële fabrieken en in robotica, evenals voor controLS in auto- en vliegtuigsystemen. Naarmate ze geavanceerder en goedkoper worden om te produceren, worden ze ook gevonden in wegwerpartikelen zoals wenskaarten die muziek spelen. RFID-tags voor radiofrequentie Identification (RFID) op wegwerpproductverpakkingen voor consumenten die winkels gebruiken om inventaris te volgen, zijn ook een gemeenschappelijke locatie voor IC-chips, waarbij RFID-tags worden toegevoegd aan andere producten zoals paspoorten en creditcards.