집적 회로: 정의, 인쇄 회로와의 차이점 등

롯 집적 회로, 칩, 마이크로칩, IC(집적 회로) 또는 CI(집적 회로), 또는 당신이 그것을 부르고 싶은 것이 무엇이든, 그들은 기술의 발전을 현재 수준으로 가능하게 한 일종의 전자 회로입니다. 이 발명이 없었다면 컴퓨팅과 통신은 아마도 지금의 모습이 아니었을 것이고 전자 및 전기 장치는 매우 달라졌을 것입니다.

작은 크기에도 불구하고 어디에나 있음에도 불구하고 이러한 집적 회로는 발견할 놀라운 놀라움. 여기에서 이에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다. 전자 부품...

집적 회로 란 무엇입니까?

롯 집적회로는 반도체의 패드 캡슐화되고 기록된 전자 회로를 포함합니다. 그들이 속한 논리 제품군에 따라 이러한 회로는 다양한 소형 전자 부품으로 구성됩니다. 예를 들어 다이오드, 트랜지스터, 저항기, 커패시터 등이 될 수 있습니다.

그들 덕분에 발전할 수 있었다. 현대 전자 그리고 그들이 허용하는 훌륭한 통합을 감안할 때 새로운 시대를 시작하십시오. 사실, 오늘날의 가장 진보된 칩 중 일부는 불과 몇 밀리미터 정사각형의 다이에 최대 수십억 개의 트랜지스터를 통합할 수 있습니다.

칩의 역사

처음에는 전자 제품이 거친 것을 사용하기 시작했습니다. 진공 밸브 기존 전구와 유사합니다. 이 밸브는 크고 매우 비효율적이며 매우 뜨거워지고 쉽게 파손되므로 컴퓨터 및 기타 장비가 계속 작동하도록 하려면 끊어진 밸브를 교체해야 했습니다.

En 1947년 트랜지스터 발명, 오래된 밸브를 대체하고 전자 제품에도 혁명을 일으킬 부품입니다. 그 덕분에 밸브보다 훨씬 더 강력하고 효율적이며 빠른 솔리드 스테이트 장치를 가질 수 있었습니다. 그러나 일부에서는 이러한 요소 중 몇 가지를 단일 실리콘 칩에 통합할 수 있다고 생각했습니다. 이것이 역사상 최초의 집적 회로가 만들어진 방법입니다.

시간이 지남에 따라 솔리드 스테이트 전자 장치가 발전하여 구성 요소의 크기가 줄어들고 비용이 절감되었습니다. 50년대 후반 텍사스 인스트루먼트의 발명가는 잭 킬비, 반도체 칩과 서로 다른 부품을 엮은 배선을 만드는 것이 그에게 떠올랐습니다. 이것은 역사상 최초의 칩이 되었고 그는 계속해서 노벨상을 수상하게 되었습니다.

거의 병렬로, 로버트 노이스그 당시 Fairchild Semiconductor(나중에 Intel 창립자 중 한 명)의 직원인 그는 유사한 장치를 개발했지만 Kilby's보다 큰 이점이 있었습니다. Noyce는 오늘날의 집적 회로에 자리를 내줄 아이디어를 만들었습니다. 이 기술을 플래너라고 하며 킬비의 메사 기술에 비해 장점이 있었다.

그 이후로 멈추지 않는다. 진화 및 이러한 구성 요소의 개선. 성능과 성능은 극적으로 개선된 반면, 연비와 크기와 함께 비용은 급감했습니다. 다른 어떤 부문도 그렇게 많이 발전하지 않았으며, 다른 어떤 부문도 인류에게 그렇게 큰 영향을 미치지 못했습니다 ...

어떻게 만들어지나요?

절차 집적 회로의 제조 그것은 매우 복잡합니다. 그러나 동영상에서 볼 수 있듯이 사람들이 작업 방식을 이해할 수 있도록 몇 가지 간단한 단계로 요약할 수 있습니다.

여기 내가 시도 할 것입니다 설계 단계 요약 수천 개의 기사를 제공하기 때문에 너무 깊이 들어가지 않고 가능한 한 최선을 다하십시오.

전자 회로를 만드는 데 필요한 응용 프로그램의 일부가 되십시오.
설계 팀은 칩이 가져야 할 특성과 사양을 설명하는 역할을 합니다.
그런 다음 이 칩이 설계된 기능을 개발하는 논리 설계가 달성될 때까지 논리 게이트 및 기타 메모리 요소 등을 사용하여 설계를 시작합니다.
그런 다음 테스트 및 시뮬레이션을 수행하여 논리 수준에서 올바르게 작동하는지 확인하고 테스트 칩까지 제조하여 물리적으로 작동하는지 확인하는 일련의 단계를 거칩니다.
설계 단계가 완료되면 설계된 회로의 레이아웃에서 제조용 마스크 시리즈가 생성됩니다. 실리콘에 새길 수 있도록 패턴이 새겨져 있습니다.
이 패턴은 파운드리 또는 공장에서 반도체 웨이퍼에 집적 회로를 만드는 데 사용됩니다. 이러한 웨이퍼에는 일반적으로 경우에 따라 최대 200개 또는 300개의 칩이 포함됩니다.

여기까지는 디자인 단계부터 제조측, 우리는 :

규소 광물은 모래 또는 석영에서 얻습니다.
일단 정제되면 다른 산업에서 사용되는 실리콘보다 순도가 높은 초순도 또는 EGS(Electronic-Grade Silicon)가 됩니다.
이 EGS는 조각 형태로 주조 공장에 도착하여 도가니에서 녹이고 종자 결정을 통해 Czochralski 방법을 사용하여 성장합니다. 알기 쉽도록 박람회에서 일반적인 솜사탕을 만드는 방식과 유사하게 스틱(종자결정)과 면(용융실리콘) 스틱을 도입하여 볼륨을 높인다.
그 단계가 끝나면 결과는 잉곳, 즉 실린더 모양의 단결정 실리콘 결정의 큰 조각입니다. 이 막대는 매우 얇은 웨이퍼로 절단됩니다.
이 웨이퍼는 일련의 공정을 거쳐 표면을 연마하여 생산 시작 시까지 오염되지 않은 상태를 유지합니다.
이후 이러한 웨이퍼는 여러 반복적인 공정을 거쳐 칩을 생성합니다. 이러한 공정은 포토리소그래피, 에칭 또는 에칭, 에피택시 성장, 산화, 이온 주입 등과 같은 물리 화학적 유형입니다.
최종 아이디어는 웨이퍼 기판에 전자 부품, 일반적으로 트랜지스터를 생성한 다음 해당 부품을 상호 연결하는 레이어를 추가하여 가장 낮은 레이어에 논리 게이트를 형성한 다음 다음 레이어에서 이러한 게이트를 연결하여 기본 유닛(가산기, 레지스터, ...), 다음 레이어의 기능 유닛(메모리, ALU, FPU, ...), 그리고 마지막으로 모두가 상호 연결되어 CPU와 같은 완전한 회로를 생성합니다. 고급 칩에는 최대 20개의 레이어가 있을 수 있습니다.
완료하는 데 몇 달이 걸릴 수 있는 이러한 모든 프로세스 후에 각 웨이퍼에 대해 수백 개의 동일한 회로가 얻어집니다. 다음은 테스트하고 자르는 것, 즉 개별 실리콘 칩으로 나누는 것입니다.
이제 그들이 느슨한 다이이므로 칩이 보호되고 표면의 전도성 트랙인 패드가 연결된 곳(DIP, SOIC, PGA, QFP 등)을 집적 회로의 핀으로 캡슐화합니다. .

분명히, 모든 집적 회로가 동일하지는 않습니다.. 여기에서 나는 기능 유닛과 CPU와 같은 더 복잡한 것들에 대해 이야기했지만, 555 타이머나 매우 단순한 4개의 로직 게이트가 있는 IC와 같은 매우 간단한 회로도 있습니다. 그들은 수십 개의 구성 요소 만 가지고 있으며 하나 또는 몇 개의 금속 상호 연결 레이어와 연결됩니다 ...

IC의 종류

한 종류만 있는 것이 아니라 여러 가지 집적 회로의 종류. 가장 눈에 띄는 것들은 다음과 같습니다.

디지털 집적 회로: 컴퓨터에서 모바일, 스마트 TV 등 현대의 많은 기기에서 많이 사용되는 인기 제품입니다. 0과 1로 디지털 방식으로 작업하는 것이 특징이며, 0은 저전압 신호, 1은 고신호입니다. 이것이 정보를 인코딩하고 작동하는 방법입니다. 예로는 PLC, FPGA, 메모리, CPU, GPU, MCU 등이 있습니다.
비슷한 물건: 이진 신호를 기반으로 하는 대신 이 경우 연속 신호입니다. 전압의 변수. 덕분에 필터링, 신호 확장, 복조, 변조 등과 같은 작업을 수행할 수 있습니다. 물론 많은 시스템이 아날로그 및 디지털 회로와 함께 작동하므로 AD/DA 컨버터. 선형 집적 회로와 무선 주파수(RF)의 두 가지 큰 그룹으로 나눌 수 있습니다. 오디오 필터링용 칩, 음향 증폭기, 전자파용 방출 또는 수신 시스템, 센서 등이 그 예가 될 수 있습니다.
혼합 신호 IC: 이름에서 알 수 있듯 이 두 가지가 혼합되어 있습니다. 몇 가지 예로는 아날로그-디지털 또는 디지털-아날로그 변환기 자체, 클록, 타이머, 인코더/디코더 등을 위한 특정 칩이 있습니다.

인쇄 회로와의 차이점

집적 회로를 인쇄 회로와 혼동해서는 안 됩니다. 그들은 둘 다 다른 것입니다. 전자는 마이크로칩을 언급하지만, 당신이 보았듯이, 인쇄 회로, 또는 PCB그것들은 더 큰 판에 인쇄되는 또 다른 유형의 전자 회로입니다.

라스 diferencias 가장 주목할만한 것은:

인쇄 회로: 그들은 유전체 외에 주석 납땜으로 납땜된 서로 다른 삽입된 구성요소(커패시터, 트랜지스터, 저항기, 마이크로칩, ...)를 연결하기 위한 구리 트랙과 같은 전도성 라인 패턴이 있는 플레이트로 구성됩니다. 연결 상호 연결의 층을 분리하는 재료 ( 기판). 또한 일반적으로 비표면 실장(SMD) 부품을 위한 관통 구멍 또는 비아가 있습니다. 반면에 구성 요소를 식별하고 유지 관리를 용이하게 하기 위해 일반적으로 범례, 일련의 표시, 문자 및 숫자가 있습니다. 쉽게 산화되는 구리를 보호하기 위해 일반적으로 표면 처리를 합니다. 또한 집적 회로와 달리 손상된 구성 요소를 교체하거나 상호 연결을 복원하여 수리할 수 있습니다.
집적 회로그들은 크기가 매우 작고 고체 상태이며 대량 생산 비용이 저렴합니다. PCB와 달리 구성 요소와 연결이 매우 작아 수리가 불가능하기 때문에 수리할 수 없습니다.

집적 회로는 인쇄 회로를 대체하거나 그 반대도 마찬가지입니다. 둘 다 용도가 있으며 대부분의 경우 실제 응용 프로그램에서 함께 사용됩니다 ...

가장 인기 있는 집적 회로

마지막으로 수많은 매우 대중적인 집적 회로 다음과 같은 전자 프로젝트의 직원 논리 게이트. 가격이 저렴하며 아마존이나 전문 전자 제품과 같은 상점에서 쉽게 찾을 수 있습니다. 예를 들어 다음은 가장 인기 있는 몇 가지입니다.

Hardwarelibre

집적 회로 : 무엇입니까, 인쇄 된 것과의 차이점 등