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Sviluppo di circuiti integrati IC
Jul 11, 2017

Con la base IC ora in esistenza, la fase successiva della storia era lo sviluppo di circuiti integrati.

Ha dovuto sviluppare dall'essere un esperimento di laboratorio di costo elevato disponibile per alcune applicazioni di nicchia a uno dove era disponibile a basso costo e per tutte le arene di elettronica.

Lo sviluppo del circuito integrato al suo stato attuale di uso diffuso durò molti anni e gran parte dello sviluppo.

Tuttavia i costi sono calati gradualmente, e l'uso aumentato costantemente come altri prodotti sono stati sviluppati per sfruttare la tecnologia IC.

 

Sviluppo iniziale

I primi progressi nello sviluppo dell'IC non è stato facili. L'elevato costo ha dato un'indicazione delle difficoltà che sono state incontrate. Rendimento è stato un grosso problema. Solo una quantità limitata di precisione era disponibile con i processi disponibili al momento, e questo significava che solo una piccola percentuale dei chip funzionava correttamente. La più complicata del chip, minore è la probabilità di farlo funzionare. Anche circuiti con poche decine di componenti ha dato rendimenti di circa solo il 10%.

La maggior parte dello sviluppo IC nel 1960 era dedicata ad aumentare il rendimento. Si è riconosciuto che la chiave del successo in questo campo risiede nell'essere in grado di produrre ICs economicamente. Questo potrebbe essere raggiunto solo se la percentuale dei circuiti di lavoro in un wafer potrebbe essere aumentata significativamente.

La maggior parte dello sviluppo e i progressi sono state fatte negli Stati Uniti a causa della quantità di denaro che era disponibile per la ricerca spaziale.

Nonostante questo altri paesi ha fatto una serie di progressi significativi. Europa è stata bene con il campo. Nel Regno Unito un sacco di lavori preparatori era stato intrapreso da Plessey per l'istituzione reale del Radar. Altre società tra cui Ferranti, telefoni Standard e cavi (s.t.c.) e Mullard (ora parte di Philips, che a sua volta ha cambiato a NXP) tutti hanno aderito al club di IC. Altri paesi in Europa ha visto un simile interesse in questi nuovi dispositivi.

Giappone, che velocemente diventando una forza molto importante nell'economia mondiale ha visto l'importanza della tecnologia dei semiconduttori. Nella maggior parte dei settori di ricerche condotte dal primo transistor di produzione e tecnologia IC stessa erano solo circa due anni dietro gli Stati Uniti. Una delle prime aziende giapponesi per produrre ICs era la Nippon Electric Company, NEC che ha portato i primi prodotti sul mercato nel 1965.

Realizzare la grande quantità di ricerche che sarebbero necessari per acquisire una leadership mondiale, cinque dei più grandi produttori di IC giapponese cooperato su un'impresa di ricerca congiunta con il governo nel 1975. Questo schema ha distribuito dividendi enormi mettendo alcune di queste aziende proprio nella parte superiore delle tabelle per le vendite di IC.

 

Nuove tecnologie di IC sviluppate

Tutti i primi lavori sulla tecnologia IC erano stato intrapreso utilizzando tecnologia bipolare. Molto presto è stato trovato che la dissipazione di calore era il più grande fattore che limita lo sviluppo della dimensione e della complessità di circuiti integrati. Con il numero di componenti su un IC viene imballato in una piccola area problemi di calore erano molti ordini di grandezza peggio se il circuito era stato costruito utilizzando componenti discreti.

Inizialmente, il lavoro è concentrato sulla ricerca di modi più efficienti per rimuovere il calore, ma questo ha dato solo un successo limitato. Divenne presto evidente che era necessario un approccio più rivoluzionario se salisse livelli di integrazione.

La risposta per il modo in avanti per lo sviluppo del circuito integrato è venuto sotto forma di una nuova tecnologia di transistor. In primo luogo fabbricato nel 1963 il transistore di effetto di campo ha avuto grandi vantaggi in quanto il cancello non consumato virtualmente nessuna corrente. Anche il canale aveva un relativamente basso "su" resistenza e un'alta "resistenza off". Questo rendeva ideale per applicazioni digitali dove il consumo di corrente potrebbe essere ridotto di molti ordini di grandezza.

Texas Instruments sono stati nuovamente all'avanguardia e sono stati la prima azienda a lanciare un dispositivo MOS sul mercato nel 1966. Loro primo dispositivo era un binario a decimale convertitore, ma molti altri seguito poco dopo.

 

Maggiori livelli di integrazione

Come MOS technology aveva conquistato in gran parte il problema della dissipazione del calore, il modo laico aperto per lo sviluppo di livelli molto più alti di integrazione.

Progressi in questo settore di sviluppo del circuito integrato è stato molto rapido. Solo un anno dopo il Texas ha lanciato il loro primo dispositivo, Fairchild ha preso l'iniziativa con la produzione di un dispositivo con sopra mille transistori. Il chip era un po' 256 RAM ed è stato il primo tentativo importante conquistare il predominio della memoria di nucleo magnetico che è stato utilizzato in computer in questo momento.

Mentre è stato una pietra miliare nella tecnologia a semiconduttore dispositivo non fu un successo commerciale. Il chip era circa due volte più costoso come la memoria di nucleo tradizionale e non ha venduto. Tuttavia ha mostrato il modo in cui la tecnologia dei semiconduttori era al progresso. Solo quando sono stati lanciati 1 kbit RAMs dispositivi a semiconduttore inizia a mostrare un vantaggio.

 

Come 1970 progredito MOS technology è diventato il formato dominante per ICs. Anche se lineare ICs stavano guadagnando in popolarità e chip come il famoso amplificatore operazionale 741 sono state introdotte, era MOS technology, che ha dominato il mercato. Livelli di integrazione ha continuato ad aumentare e nuove idee ha iniziato a sviluppare nelle menti dei progettisti di IC.

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