Bộ giải mã LVDS 2975Mbps 0,6V Ô tô 48 chân WQFN EP T/R DS90UB928QSQX/NOPB

1. Mạch tích hợp được sản xuất trên bề mặt chip bán dẫn còn được gọi là mạch tích hợp màng mỏng.Một loại mạch tích hợp màng dày khác (mạch tích hợp lai) là mạch thu nhỏ bao gồm các thiết bị bán dẫn riêng lẻ và các thành phần thụ động được tích hợp vào đế hoặc bảng mạch.
Từ năm 1949 đến năm 1957, các nguyên mẫu được phát triển bởi Werner Jacobi, Jeffrey Dummer, Sidney Darlington và Yasuo Tarui, nhưng mạch tích hợp hiện đại mới được Jack Kilby phát minh vào năm 1958. .Ông đã được trao giải Nobel Vật lý năm 2000 cho phát hiện này, nhưng Robert Noyce, người cũng đã phát triển mạch tích hợp thực tế hiện đại vào thời điểm đó, đã qua đời vào năm 1990.
Sau khi phát minh và sản xuất hàng loạt bóng bán dẫn, nhiều thành phần bán dẫn thể rắn như điốt và bóng bán dẫn đã được sử dụng với số lượng lớn, thay thế chức năng và vai trò của ống chân không trong mạch điện.Vào giữa đến cuối thế kỷ 20, những tiến bộ trong công nghệ sản xuất chất bán dẫn đã tạo ra các mạch tích hợp.Ngược lại với việc lắp ráp mạch thủ công bằng cách sử dụng các linh kiện điện tử riêng lẻ, mạch tích hợp cho phép tích hợp một số lượng lớn bóng bán dẫn vi mô vào một con chip nhỏ, đây là một bước tiến lớn.Năng suất quy mô, độ tin cậy và cách tiếp cận mô-đun đối với thiết kế mạch của mạch tích hợp đảm bảo việc áp dụng nhanh chóng các mạch tích hợp được tiêu chuẩn hóa thay vì thiết kế sử dụng các bóng bán dẫn rời rạc.
2. Mạch tích hợp có hai ưu điểm chính so với các bóng bán dẫn rời rạc: chi phí và hiệu suất.Chi phí thấp là do các con chip in tất cả các thành phần dưới dạng một khối bằng phương pháp quang khắc, thay vì chỉ tạo ra một bóng bán dẫn mỗi lần.Hiệu suất cao là do các linh kiện chuyển đổi nhanh và tiêu thụ ít năng lượng hơn do các linh kiện nhỏ và gần nhau.Năm 2006 chứng kiến ​​diện tích chip từ vài mm vuông đến 350 mm2 và lên đến một triệu bóng bán dẫn trên mỗi mm2.
Mạch tích hợp nguyên mẫu được Jack Kilby hoàn thành vào năm 1958 và bao gồm một bóng bán dẫn lưỡng cực, ba điện trở và một tụ điện.
Tùy thuộc vào số lượng thiết bị vi điện tử được tích hợp trên chip, mạch tích hợp có thể được chia thành các loại sau.
Mạch tích hợp quy mô nhỏ (SSI) có ít hơn 10 cổng logic hoặc 100 bóng bán dẫn.
Tích hợp quy mô trung bình (MSI) có 11 đến 100 cổng logic hoặc 101 đến 1k bóng bán dẫn.
Tích hợp quy mô lớn (LSI) Cổng logic 101 đến 1k hoặc bóng bán dẫn 1.001 đến 10k.
Tích hợp quy mô rất lớn (VLSI) 1.001~10k cổng logic hoặc bóng bán dẫn 10.001~100k.
Tích hợp quy mô cực lớn (ULSI) Cổng logic 10.001~1M hoặc bóng bán dẫn 100.001~10M.
GLSI (Tích hợp quy mô Giga) 1.000.001 cổng logic trở lên hoặc 10.000.001 bóng bán dẫn trở lên.
3. Phát triển mạch tích hợp
Các mạch tích hợp tiên tiến nhất là trung tâm của bộ vi xử lý hoặc bộ xử lý đa lõi có thể điều khiển mọi thứ từ máy tính, điện thoại di động đến lò vi sóng kỹ thuật số.Trong khi chi phí thiết kế và phát triển một mạch tích hợp phức tạp là rất cao thì chi phí cho mỗi mạch tích hợp lại được giảm thiểu khi trải rộng trên các sản phẩm thường có giá trị lên tới hàng triệu USD.Hiệu suất của IC cao vì kích thước nhỏ dẫn đến đường dẫn ngắn, cho phép áp dụng các mạch logic công suất thấp ở tốc độ chuyển mạch nhanh.
Trong những năm qua, tôi đã tiếp tục hướng tới các hệ số dạng nhỏ hơn, cho phép đóng gói nhiều mạch hơn trên mỗi chip.Điều này làm tăng công suất trên một đơn vị diện tích, cho phép giảm chi phí và tăng chức năng, xem Định luật Moore, trong đó số lượng bóng bán dẫn trong IC tăng gấp đôi sau mỗi 1,5 năm.Tóm lại, hầu hết tất cả các số liệu đều được cải thiện khi các yếu tố hình thức thu hẹp lại, chi phí đơn vị và mức tiêu thụ điện năng chuyển đổi giảm và tốc độ tăng lên.Tuy nhiên, cũng có vấn đề với IC tích hợp các thiết bị có kích thước nano, chủ yếu là dòng điện rò rỉ.Kết quả là, sự gia tăng về tốc độ và mức tiêu thụ điện năng là rất đáng chú ý đối với người dùng cuối và các nhà sản xuất đang phải đối mặt với thách thức cấp bách là sử dụng hình học tốt hơn.Quá trình này và những tiến bộ dự kiến ​​trong những năm tới được mô tả rõ ràng trong lộ trình công nghệ quốc tế về chất bán dẫn.
Chỉ nửa thế kỷ sau khi phát triển, các mạch tích hợp đã trở nên phổ biến và máy tính, điện thoại di động và các thiết bị kỹ thuật số khác đã trở thành một phần không thể thiếu trong cơ cấu xã hội.Điều này là do các hệ thống điện toán, truyền thông, sản xuất và vận tải hiện đại, bao gồm cả Internet, đều phụ thuộc vào sự tồn tại của các mạch tích hợp.Nhiều học giả thậm chí còn coi cuộc cách mạng kỹ thuật số do IC mang lại là sự kiện quan trọng nhất trong lịch sử loài người và cho rằng sự trưởng thành của IC sẽ dẫn đến một bước tiến vượt bậc về công nghệ, cả về kỹ thuật thiết kế lẫn đột phá trong quy trình bán dẫn. , cả hai đều liên kết chặt chẽ với nhau.