Начало > Изложба > Съдържание
Разработка на интегрална схема за интегрални схеми
May 11, 2017

С основния IC сега съществуват, следващата фаза на историята е в развитието на интегралната схема.

Трябваше да се развие от лабораторен експеримент с високи разходи, достъпен за няколко нишови приложения до един, където се предлагаше на ниска цена и за всички арени на електрониката.

Развитието на интегрираната схема към нейното настоящо състояние на широко разпространено използване отне много години и много развитие.

Въпреки това разходите постепенно паднаха, а използването продължи да нараства, тъй като бяха разработени повече продукти, за да се възползва от технологията на IC.

Ранно развитие

Ранният напредък в развитието на ИК не беше лесен. Високата цена даде индикация за трудностите, които се срещнаха. Доходът беше основен проблем. Само с ограничена точност беше налице процесите, налични по това време, и това означаваше, че само малка част от чиповете работи правилно. Колкото по-сложен е чипът, толкова по-малък е шансът му да работи. Дори схеми с няколко десетки компонента дадоха добиви само около 10%.

По-голямата част от развитието на ИО през 60-те години беше посветена на увеличаване на добива. Беше прието, че ключът към успеха в тази област е да може да произвежда ИС икономически. Това би могло да се постигне само ако процентът на работните вериги в подложката може значително да се увеличи.

По-голямата част от развитието и напредъка бяха направени в САЩ поради размера на наличните средства за космически изследвания.

Независимо от това, другите страни отбелязаха известен значителен напредък. Европа беше добре в тази област. В Обединеното кралство много от подготвителните работи бяха предприети от Plessey за създаването на Роял Радар. Други компании, включително Ferranti, стандартни телефони и кабели (STC) и Mullard (сега част от Philips, която на свой ред се е превърнала в NXP) се присъединиха към IC клуба. Други държави в Европа проявяват сходен интерес към тези нови устройства.

Япония, която бързо се превърна в много голяма сила в световната икономика, видя значимостта на полупроводниковата технология. В повечето области на изследване от първите производствени транзистори до самата технология на IC те бяха едва около две години зад САЩ. Една от първите японски компании, които произвеждат интегрални схеми, е Nippon Electric Company, NEC, която пуска първите си продукти на пазара през 1965 г.

Осъзнавайки огромните количества изследвания, които биха били необходими, за да спечели световно лидерство, пет от най-големите производители на японски интелектуална собственост си сътрудничат за съвместно научно изследване с правителството през 1975 г. Тази схема плати огромни дивиденти, поставяйки някои от тези компании на върха таблиците за продажбите на интелектуална собственост.

Разработени са нови ИТ технологии

Цялата ранна работа по IC технологията беше предприета с помощта на биполярна технология. Много скоро се установи, че разсейването на топлината е най-големият фактор, ограничаващ развитието на размера и сложността на интегралните схеми. С броя на компонентите на IC, които са опаковани в много малка площ, топлинните проблеми бяха много по-големи от порядъка, отколкото ако веригата беше изградена с помощта на отделни компоненти.

Първоначално работата се съсредоточи върху намирането на по-ефективни начини за отстраняване на топлината, но това само даде ограничен успех. Скоро стана очевидно, че е необходим по-революционен подход, ако нивата на интеграция нараснат.

Отговорът на пътя за развитието на интегралната схема беше под формата на нова транзисторна технология. Първоначално произведени през 1963 г. транзисторът с полеви ефекти имаше големи предимства, тъй като портата консумираше почти никакъв ток. Също така каналът има относително ниска устойчивост "на" и висока "изключена" съпротива. Това го прави идеален за цифрови приложения, където текущото потребление може да бъде намалено с много порядъци.

Тексас Инструмс отново бяха начело и те бяха първата компания, която пусна MOS устройството на пазара през 1966 година. Първото им устройство беше двоичен до десетичен конвертор, но много други последваха скоро след това.

Допълнителни нива на интеграция

Тъй като технологията MOS до голяма степен завладяваше проблема с разсейването на топлината, начинът за откриване на много по-високи нива на интеграция.

Напредъкът в тази област на интегрираната верига беше много бърз. Само година след като Тексас стартира първото си устройство, Феърчайлд пое водещата роля, като произведе устройство с над хиляда транзистора. Чипът беше 256-битова RAM и това беше първият голям опит за завладяване на господството на паметта на магнитната сърцевина, използвана в компютрите по това време.

Макар че беше крайъгълен камък в полупроводниковата технология, устройството не беше търговски успех. Чипът беше почти два пъти по-скъп от традиционната памет и не се продаваше. Оказа се обаче начинът, по който трябва да се развива полупроводниковата технология. Едва когато бяха пуснати 1 kbit RAM, полупроводниковите устройства започнаха да показват предимство.

С напредването на 70-те години технологията MOS се превръща в доминиращ формат за ИС. Въпреки че линейните интегрални схеми набираха популярност и чиповете като известния 741 операционен усилвател бяха въведени, беше технологията MOS, която доминираше на пазара. Нивата на интеграция продължиха да се увеличават и в съзнанието на дизайнерите на интегрални схеми започнаха да се развиват нови идеи