Mājas > Jaunumi > Saturs
Integrētās shēmas IC izstrāde
Jul 11, 2017

Ar esošo pamata IC, nākamais stāsta posms bija integrētās shēmas attīstībā.

Tam vajadzēja attīstīties no eksperimenta ar augstu cenu, kas bija pieejams dažām nišas lietojumprogrammām uz vietu, kur tā bija pieejama par zemām izmaksām un par visām elektronikas arēnām.

Integrētās shēmas attīstīšana tā pašreizējā plaši izmantotajā stāvoklī ilga daudzus gadus un bija ļoti attīstīta.

Tomēr izmaksas pakāpeniski samazinājās, un izmantošana nepārtraukti pieauga, jo tika izstrādāti vairāk izstrādājumu, lai izmantotu IC tehnoloģiju.

 

Agrīna attīstība

Agrīnais progress IC attīstībā nebija viegli. Augstās izmaksas norādīja uz grūtībām, kas radušās. Ienesīgums bija liela problēma. Tajā laikā pieejamie procesi bija pieejami tikai ierobežotam precizitātes pakāpei, un tas nozīmēja, ka tikai neliela daļa mikroshēmu darbojās pareizi. Jo sarežģītāka ir mikroshēma, jo mazāka tā iespējamība. Pat ķēdēm ar dažiem desmitiem komponentu devām bija tikai aptuveni 10%.

Lielākā daļa no IC attīstība 1960 bija veltīta, lai palielinātu ražu. Tika atzīts, ka panākumu atslēga šajā jomā ir saistīta ar iespēju ekonomiski ražot IC. To var panākt tikai tad, ja ievērojami palielinātu vafeļu darba shēmu procentuālo daudzumu.

Lielākā daļa no attīstības un avansa tika veikta ASV, pateicoties naudas summai, kas bija pieejama kosmosa izpētei.

Neskatoties uz to, ka citās valstīs ir gūti ievērojami panākumi. Eiropa bija labā stāvoklī. Apvienotajā Karalistē Plessey ir veikusi daudz sagatavošanās darbu Royal Radar Establishment. Citi uzņēmumi, tostarp Ferranti, standarta telefoni un kabeļi (STC) un Mullard (tagad Philips daļa, kas savukārt ir mainījusies uz NXP), visi pievienojās IC klubam. Citas Eiropas valstis saskatīja līdzīgu interesi par šīm jaunajām ierīcēm.

Japāna, kas ātri kļuva par ļoti nozīmīgu spēku pasaules ekonomikā, redzēja pusvadītāju tehnoloģiju nozīmi. Lielākajā daļā pētniecības jomu no pirmā ražošanas tranzistoru līdz IC tehnoloģijai tie bija tikai aptuveni divi gadi aiz ASV. Viens no pirmajiem Japānas uzņēmumiem, kas ražoja IC, bija Nippon Electric Company, NEC, kas 1965. gadā pirmos produktus ieguva tirgū.

Apzinoties milzīgos pētījumu apjomus, kas būtu nepieciešami, lai iegūtu pasaules vadošo lomu, pieci lielākie Japānas IC ražotāji 1975. gadā sadarbojās ar kopīgu pētījumu ar valdību. Šī shēma izmaksāja milzīgas dividendes, kas dažiem no šiem uzņēmumiem uzņēmās tieši augšpusē. IC pārdošanas tabulas.

 

Izstrādātas jaunas IC tehnoloģijas

Visi agrākie IC tehnoloģiju izstrādes darbi tika veikti, izmantojot bipolārās tehnoloģijas. Ļoti drīz tika konstatēts, ka siltuma izkliedēšana ir lielākais faktors, kas ierobežo IC lielumu un sarežģītību. Ar IC komponentu skaitu, kas tiek ievietots ļoti mazā apgabalā, siltuma problēmas daudzkārt pasliktinājās, nekā tad, ja ķēde būtu izveidota, izmantojot atsevišķus komponentus.

Sākotnēji darbs bija vērsts uz to, lai atrastu efektīvākus siltuma noņemšanas paņēmienus, taču tas tikai pavēra ierobežotu panākumu. Drīz vien kļuva acīmredzams, ka, lai palielinātu integrācijas līmeni, nepieciešama revolucionāra pieeja.

Atbilde uz to, kā integrētās shēmas attīstībai nāk uz priekšu, bija jauna tranzistoru tehnoloģija. Pirmais ražots 1963.gadā lauka efekta tranzistors bija lielas priekšrocības, jo vārti patērēja praktiski nav strāvu. Arī kanālam bija salīdzinoši zems pretestības līmenis un augsta pretestība. Tas padarīja to ideāli piemērotu digitālajām lietojumprogrammām, kurās pašreizējais patēriņš varētu tikt samazināts par daudziem pasūtījuma apjomiem.

Texas Instruments atkal vadīja ceļu, un viņi bija pirmais uzņēmums, kas 1966. gadā sāka MOS ierīci tirgū. Pirmā ierīce bija binārā līdz decimāldaudzveidotājam, bet drīz pēc tam sekoja daudzi citi.

 

Turpmākie integrācijas līmeņi

Tā kā MOS tehnoloģija lielākoties iekaroja siltuma izkliedes problēmu, tas atviegloja daudz augstāku integrācijas līmeni.

Progress šajā integrētās shēmas attīstības jomā bija ļoti strauja. Tikai gadu pēc tam, kad Texas ir sākusi savu pirmo ierīci, Fairchild uzņēmās vadību, ražojot ierīci ar vairāk nekā tūkstošiem tranzistoriem. Mikroshēma bija 256 bitu RAM, un tas bija pirmais lielais mēģinājums uzvarēt magnētiskās kodols atmiņas dominēšanu, ko šajā laikā izmantoja datoros.

Lai gan tas bija pagrieziena punkts pusvadītāju tehnoloģijās, ierīce nebija komerciāla veiksme. Mikroshēma bija apmēram divas reizes dārgāka nekā tradicionālā pamata atmiņa, un tā nepārdeva. Tomēr tas parādīja veidu, kādā pusvadītāju tehnoloģija jāattīstās. Tikai tad, kad tika sākti 1 kbit RAM, pusvadītāju ierīces sāk parādīties priekšrocības.

 

Pēc 70. gadu progresēšanas MOS tehnoloģija kļuva par dominējošo formātu IC. Lai gan lineārās IS ir ieguva popularitāti, un tika ieviesti slāņi, piemēram, slavenā 741 operatīvā pastiprinātājs, tā dominēja tirgū ar MOS tehnoloģiju. Integrācijas līmeņi turpināja pieaugt, un IC izstrādātāji prātā sākuši attīstīties jaunām idejām.