Розробник інтегральних схем IC
Jul 11, 2017

З основним ІС, що існував зараз, наступний етап історії був у розробці інтегральних схем.

Вона повинна була розвиватися з того, щоб бути експериментом з високою вартістю лабораторних досліджень, доступний для декількох нішевих програм, до того, де він був доступним за низькою ціною і для всіх областей електроніки.

Розвиток інтегральної схеми в його нинішньому стані широкого використання потребував багато років і значного розвитку.

Однак витрати поступово падали, і використання неухильно зростало, оскільки було розроблено ще більше продуктів для використання технології IC.

 

Ранній розвиток

Ранній прогрес у розвитку ІК було непросто. Висока вартість давала вказівки на труднощі, з якими стикалися. Дохід був головною проблемою. Лише певна кількість точності була доступна для тих процесів, які були в той час, і це означало, що лише невелика частина чіпів працювала правильно. Чим складніше чіп, тим менша його робота. Навіть схеми з кількома десятками компонентів дали врожайність лише близько 10%.

Більша частина розвитку IC в 1960-х роках була присвячена збільшенню урожаю. Було визнано, що ключем до успіху в цій галузі є здатність виробляти ІК економічно. Цього можна досягти лише у тому випадку, якщо відсоток робочих ланцюгів у вафлі може бути значно збільшено.

Більша частина розробки та досягнення була зроблена в США через кількість грошей, яка була доступна для космічних досліджень.

Незважаючи на це, інші країни зробили ряд значних успіхів. Європа добре розвивалася на полі. У Великій Британії Плезі було зроблено багато підготовчих робіт для Королівського радіолокаційного закладу. Інші компанії, включаючи Ferranti, Стандартні телефони та кабелі (STC) і Mullard (тепер частина Philips, яка, в свою чергу, змінилася на NXP), всі приєдналися до клубу IC. Іншим країнам Європи спостерігався подібний інтерес до цих нових пристроїв.

Японія, яка швидко стає дуже великою силою світової економіки, побачила значення напівпровідникових технологій. У більшості областей досліджень від перших виробничих транзисторів до технології IC вони були лише близько двох років позаду США. Одним з перших японських компаній, що займаються виробництвом ІС, була Nippon Electric Company, NEC, яка першим продала свої продукти в 1965 році.

Розуміючи величезні обсяги досліджень, необхідних для досягнення світового лідерства, п'ять найбільших японських виробників ІК співпрацювали у спільному дослідницькому підприємстві з урядом у 1975 році. Ця схема виплатила величезні дивіденди, де розмістили деякі з цих компаній прямо у верхній частині таблиці для продажів ІС.

 

Нові технології IC розроблені

Всі ранні роботи з технології ІК були проведені за допомогою біполярної технології. Дуже скоро було встановлено, що розсіювання тепла є найбільшим фактором, що обмежує розвиток розмірів та складності ІС. З урахуванням того, що кількість компонентів на IC, упакованих у дуже невеликі області, проблеми із теплом були набагато гірші, ніж у випадку, якщо схема була побудована за допомогою дискретних компонентів.

Спочатку робота була зосереджена на пошуку більш ефективних способів усунення тепла, але це мало лише обмежений успіх. Незабаром стало очевидним, що необхідний більш революційний підхід, якщо рівень інтеграції підніметься.

Відповідь на шляху вперед для розробки інтегральних схем була у формі нової транзисторної технології. Спочатку випущений в 1963 році польовий ефект транзистора мав великі переваги в тому, що ворота практично не витрачали струму. Також у каналу був відносно низький опір «на» та високий «вимкнений» опір. Це зробило його ідеальним для цифрових додатків, де поточне споживання може бути зменшено на багато порядків.

Texas Instruments знову пройшли шлях, і вони були першою компанією, яка запустила MOS-пристрій на ринок у 1966 році. Їх перший пристрій був двійковий до десяткового перетворювача, але багато інших пішли незабаром після цього.

 

Подальші рівні інтеграції

Оскільки технологія MOS значною мірою завоювала проблему розсіювання тепла, шлях відкрився для розвитку набагато більш високого рівня інтеграції.

Прогрес у цій галузі розвитку інтегральних схем був дуже швидким. Лише через рік після того, як Техас запустив свій перший пристрій, компанія Fairchild зайняла провідне місце, виробляючи пристрій з понад тисячею транзисторів. Мікросхема була 256-бітною оперативною пам'яттю, і це була перша велика спроба завоювання домінування пам'яті магнітної ядра, яка в цей час використовувалася на комп'ютерах.

Хоча це була віха в напівпровідникових технологіях, пристрій не був комерційним успіхом. Чіп був приблизно вдвічі дорожчий, ніж традиційна пам'ять ядра, і вона не продавала. Проте це показало, як повинна прогресувати технологія напівпровідникових технологій. Тільки при запуску 1 кбітових RAM, напівпровідникові пристрої починають демонструвати переваги.

 

У 1970-х роках технологія MOS стала домінуючим форматом для ІС. Хоча лінійні мікросхеми набирали популярність, і введені чіпи, як-от відомий 741 операційний підсилювач, технологія MOS переважала на ринку. Рівні інтеграції продовжували зростати, і нові ідеї почали розвиватися в свідомості дизайнерів ІК.