IC proti čipu
Po lastnih besedah Jacka Kilbyja, izumitelja integriranega vezja, je integrirano vezje telo iz polprevodniškega materiala, v katerem so vse komponente elektronskega vezja popolnoma integrirane. Bolj tehnično je integrirano vezje elektronsko vezje ali naprava, zgrajena na polprevodniški substratni (osnovni) plasti z vzorčno difuzijo elementov v sledovih nanjo. Izum tehnologije integriranih vezij leta 1958 je revolucioniral svet na način brez primere. Čip je pogost izraz za integrirana vezja.
Več o integriranih vezjih
Integrirana vezja ali IC so naprave, ki se danes uporabljajo v skoraj vseh elektronskih napravah. Razvoj polprevodniške tehnologije in metod izdelave vodijo do izuma integriranih vezij. Pred izumom IC je vsa oprema za računalniške naloge uporabljala vakuumske cevi za implementacijo logičnih vrat in stikal. Vakuumske cevi so v naravi relativno velike naprave, ki porabijo veliko energije. Za vsako vezje je bilo treba elemente diskretnega vezja povezati ročno. Vpliv teh dejavnikov je povzročil precej velike in drage elektronske naprave tudi za najmanjše računske naloge. Zato je bil računalnik pred petimi desetletji ogromen in zelo drag, osebni računalniki pa zelo oddaljene sanje.
Tranzistorji in diode na osnovi polprevodnikov, ki imajo višjo energijsko učinkovitost in so mikroskopske velikosti, so nadomestili vakuumske cevi in njihovo uporabo. Zato bi lahko veliko vezje integrirali na majhen kos polprevodniškega materiala, kar bi omogočilo izdelavo bolj sofisticiranih elektronskih naprav. Čeprav so prva integrirana vezja imela v sebi le majhno število tranzistorjev, je trenutno v območju vašega nohta integriranih milijard tranzistorjev. Intelov šestjedrni procesor Core i7 (Sandy Bridge-E) vsebuje 2.270.000.000 tranzistorjev v silikonskem kosu velikosti 434 mm². Glede na število tranzistorjev, vključenih v IC, so ti razvrščeni v več generacij.
SSI – Integracija majhnega obsega – več tranzistorjev (<100)
MSI –Medikum Scale Integration – na stotine tranzistorjev (< 1000)
LSI – Integracija velikega obsega – na tisoče tranzistorjev (10.000 ~ 10000)
VLSI-integracija zelo velikega obsega – milijoni do milijard (106 ~ 109)
Na podlagi naloge so IC-ji razvrščeni v tri kategorije, digitalni, analogni in mešani signal. Digitalni IC so zasnovani za delovanje na diskretnih nivojih napetosti in vsebujejo digitalne elemente, kot so flip-flops, multiplekserji, demultiplekserji, kodirniki, dekoderji in registri. Digitalni IC-ji so običajno mikroprocesorji, mikrokrmilniki, časovniki, logična polja, ki jih je mogoče programirati (FPGA) in pomnilniške naprave (RAM, ROM in Flash), medtem ko so analogni IC-ji senzorji, operacijski ojačevalniki in kompaktna vezja za upravljanje porabe energije. Analogno-digitalni pretvorniki (ADC) in digitalno-analogni pretvorniki uporabljajo analogne in digitalne elemente; zato ti IC obdelujejo tako diskretne kot zvezne vrednosti napetosti. Ker se obdelujeta obe vrsti signala, sta poimenovana kot mešani IC.
IC so pakirani v trden zunanji pokrov iz izolacijskega materiala z visoko toplotno prevodnostjo, s kontaktnimi sponkami (zatiči) vezja, ki segajo iz telesa IC. Glede na konfiguracijo pinov je na voljo veliko vrst embalaž IC. Primeri vrst pakiranja so Dual In-line Package (DIP), Plastic Quad Flat Pack (PQFP) in Flip-Chip Ball Grid Array (FCBGA).
Kakšna je razlika med integriranim vezjem in čipom?
• Integrirano vezje imenujemo tudi čip, ker so sprednji IC-ji v paketu, ki spominja na čip.
• Niz integriranih vezij, ki se pogosto imenuje nabor čipov in ne nabor IC.
