Quais são os usos dos circuitos integrados?

Os usos de circuitos integrados a partir de 2011 são muito difundidos devido às vantagens exclusivas que eles oferecem em relação aos circuitos eletrônicos tradicionais. Eles são encontrados em todos os dispositivos eletrônicos que possuem algum tipo de controle por microprocessador, desde telefones celulares e tocadores de música portáteis até sistemas de jogos, computadores pessoais e outros dispositivos digitais. Isso ocorre porque um circuito integrado (IC) ou chip pelos padrões contemporâneos ^do século ^XXI é um dispositivo extremamente sofisticado, que comporta até milhões de componentes eletrônicos como transistores, resistores e capacitores em uma área de alguns centímetros quadrados em uma pastilha de silicone. . Os primeiros usos dos circuitos integrados eram bastante limitados, no entanto, quando os primeiros modelos foram construídos em 1958 e 1959, pois eram dispositivos primitivos na época difíceis de produzir em massa.

Jack Kilby, pesquisador da Texas Instruments nos Estados Unidos, é creditado como sendo uma das primeiras pessoas a ver os benefícios e usos potenciais de circuitos integrados. Ele foi agraciado com o Prêmio Nobel de Física em 2000 por sua contribuição ao desenvolvimento do circuito eletrônico. Embora o conceito para o chip IC possa ser rastreado em pesquisas anteriores em 1949 por engenheiros alemães, Kilby e outro pesquisador norte-americano chamado Robert Noyce foram os primeiros a registrar patentes para a idéia.

O enorme salto que o chip IC deu ao design de circuitos eletrônicos se baseia em uma limitação enfrentada pelos fabricantes de eletrônicos no final da década de 1950. O transistor havia substituído os tubos de vácuo, mas os componentes elétricos básicos de circuitos como transistores, capacitores e resistores só podiam ser pequenos, pois segurá-los com uma pinça e soldá-los em uma placa de circuito ficava cada vez mais difícil à medida que se tornavam cada vez menores. . A idéia de gravar a funcionalidade desses componentes em uma pastilha de silício eliminou a necessidade de solda individual de componentes portáteis, e os usos de circuitos integrados começaram a disparar quando os métodos de fabricação foram aperfeiçoados em meados do final da década de 1960.

Embora os primeiros circuitos integrados fossem referidos como circuitos de integração em pequena escala (SSI) e continham apenas algumas dezenas de componentes, eles eram vitais para projetos aeroespaciais da época, como controles para o sistema de mísseis Minuteman nuclear dos EUA e computadores digitais usados pelo programa da missão US Apollo Moon. Esses usos, assim como as necessidades da Marinha dos EUA, foram responsáveis ​​pela maior parte da demanda inicial por circuitos integrados a partir de 1962. Em 1968, o uso de circuitos integrados havia começado a se espalhar para os eletrônicos de consumo, com sua capacidade de processar modulação de frequência (FM ) som nas televisões.

À medida que o número de componentes que poderiam ser colocados em um chip foi aumentado, o uso de circuitos integrados se tornou muito mais amplo. Os modelos de chip de integração em média escala (MSI) continham centenas de componentes até o final da década de 1960, e a integração em larga escala (LSI) poderia colocar milhares de componentes em um chip cinco anos depois. A partir daí, o crescimento de quantos componentes poderiam ser empacotados em uma área de alguns centímetros quadrados aumentou exponencialmente. A integração em larga escala (VLSI) permite centenas de milhares de componentes conectados no início dos anos 80 e os projetos de circuitos integrados tridimensionais (3D-IC) a partir de 2011 permitem que milhões ou bilhões de componentes sejam empacotados em uma rede que é interconectado horizontal e verticalmente em várias camadas de bolacha semicondutora.

A partir de 2011, as múltiplas funções de controle e processamento matemático que um circuito integrado pode executar os tornaram dispositivos onipresentes na maioria dos eletrônicos de consumo, de rádios e televisores a calculadoras e relógios digitais. O uso de circuitos integrados é generalizado em plantas industriais e em robótica, além de controles em sistemas de automóveis e aeronaves. À medida que se tornam mais sofisticados e baratos de fabricar, também são encontrados em itens descartáveis, como cartões comemorativos que tocam música. As etiquetas de identificação por radiofrequência (RFID) nas embalagens descartáveis ​​de produtos de consumo que as lojas de varejo usam para rastrear o inventário também são um local comum para os chips IC, com as etiquetas RFID sendo adicionadas a outros produtos, como passaportes e cartões de crédito.