LVDS-Deserialisator 2975 Mbit/s 0,6 V Automotive 48-Pin WQFN EP T/R DS90UB928QSQX/NOPB

1. Integrierte Schaltkreise, die auf der Oberfläche eines Halbleiterchips hergestellt werden, werden auch als integrierte Dünnschichtschaltkreise bezeichnet.Eine andere Art von integrierten Dickschichtschaltkreisen (integrierter Hybridschaltkreis) ist ein miniaturisierter Schaltkreis, der aus einzelnen Halbleiterbauelementen und passiven Komponenten besteht, die in ein Substrat oder eine Leiterplatte integriert sind.
Von 1949 bis 1957 wurden Prototypen von Werner Jacobi, Jeffrey Dummer, Sidney Darlington und Yasuo Tarui entwickelt, aber der moderne integrierte Schaltkreis wurde 1958 von Jack Kilby erfunden.Dafür erhielt er im Jahr 2000 den Nobelpreis für Physik, doch Robert Noyce, der gleichzeitig auch den modernen praktischen integrierten Schaltkreis entwickelte, verstarb 1990.
Nach der Erfindung und Massenproduktion des Transistors wurden verschiedene Festkörper-Halbleiterkomponenten wie Dioden und Transistoren in großer Zahl verwendet, die die Funktion und Rolle der Vakuumröhre im Schaltkreis ersetzten.Mitte bis Ende des 20. Jahrhunderts machten Fortschritte in der Halbleiterfertigungstechnologie integrierte Schaltkreise möglich.Im Gegensatz zum manuellen Zusammenbau von Schaltkreisen aus einzelnen diskreten elektronischen Bauteilen ermöglichten integrierte Schaltkreise die Integration einer großen Anzahl von Mikrotransistoren in einen kleinen Chip, was einen großen Fortschritt darstellte.Die Skalenproduktivität, Zuverlässigkeit und der modulare Ansatz beim Schaltungsdesign integrierter Schaltkreise gewährleisteten die schnelle Einführung standardisierter integrierter Schaltkreise anstelle der Entwicklung mit diskreten Transistoren.
2. Integrierte Schaltkreise haben gegenüber diskreten Transistoren zwei Hauptvorteile: Kosten und Leistung.Die niedrigen Kosten sind darauf zurückzuführen, dass die Chips alle Komponenten durch Fotolithografie als Einheit drucken, anstatt jeweils nur einen Transistor herzustellen.Die hohe Leistung ist darauf zurückzuführen, dass die Komponenten schnell schalten und weniger Energie verbrauchen, da die Komponenten klein und nahe beieinander liegen.Im Jahr 2006 gab es Chipflächen von wenigen Quadratmillimetern bis 350 mm² und bis zu einer Million Transistoren pro mm².
Der Prototyp einer integrierten Schaltung wurde 1958 von Jack Kilby fertiggestellt und bestand aus einem Bipolartransistor, drei Widerständen und einem Kondensator.
Abhängig von der Anzahl der auf einem Chip integrierten mikroelektronischen Bauelemente können integrierte Schaltkreise in die folgenden Kategorien eingeteilt werden.
Small Scale Integrated Circuits (SSI) verfügen über weniger als 10 Logikgatter oder 100 Transistoren.
Medium Scale Integration (MSI) verfügt über 11 bis 100 Logikgatter oder 101 bis 1k Transistoren.
Large Scale Integration (LSI) 101 bis 1k Logikgatter oder 1.001 bis 10k Transistoren.
Sehr große Integration (VLSI) mit 1.001 bis 10.000 Logikgattern oder 10.001 bis 100.000 Transistoren.
Ultra Large Scale Integration (ULSI) 10.001–1 Mio. Logikgatter oder 100.001–10 Mio. Transistoren.
GLSI (Giga Scale Integration) 1.000.001 oder mehr Logikgatter oder 10.000.001 oder mehr Transistoren.
3.Entwicklung integrierter Schaltkreise
Die fortschrittlichsten integrierten Schaltkreise sind das Herzstück von Mikroprozessoren oder Mehrkernprozessoren, die alles steuern können, von Computern über Mobiltelefone bis hin zu digitalen Mikrowellenherden.Während die Kosten für den Entwurf und die Entwicklung eines komplexen integrierten Schaltkreises sehr hoch sind, werden die Kosten pro integriertem Schaltkreis minimiert, wenn man sie auf Produkte verteilt, die oft in Millionenhöhe liegen.Die Leistung von ICs ist hoch, da die geringe Größe zu kurzen Pfaden führt und den Einsatz von Logikschaltungen mit geringem Stromverbrauch und hohen Schaltgeschwindigkeiten ermöglicht.
Im Laufe der Jahre bin ich immer weiter zu kleineren Formfaktoren übergegangen, sodass mehr Schaltkreise pro Chip untergebracht werden können.Dadurch erhöht sich die Kapazität pro Flächeneinheit, was geringere Kosten und eine höhere Funktionalität ermöglicht, siehe Moores Gesetz, nach dem sich die Anzahl der Transistoren in einem IC alle 1,5 Jahre verdoppelt.Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich fast alle Kennzahlen verbessern, wenn die Formfaktoren schrumpfen, die Stückkosten und der Schaltstromverbrauch sinken und die Geschwindigkeiten steigen.Allerdings gibt es auch bei ICs, die nanoskalige Bauelemente integrieren, Probleme, vor allem Leckströme.Dadurch ist der Anstieg der Geschwindigkeit und des Stromverbrauchs für den Endverbraucher deutlich spürbar und die Hersteller stehen vor der akuten Herausforderung, eine bessere Geometrie zu verwenden.Dieser Prozess und die in den kommenden Jahren erwarteten Fortschritte sind in der internationalen Technologie-Roadmap für Halbleiter gut beschrieben.
Nur ein halbes Jahrhundert nach ihrer Entwicklung waren integrierte Schaltkreise allgegenwärtig und Computer, Mobiltelefone und andere digitale Geräte wurden zu einem integralen Bestandteil des sozialen Gefüges.Dies liegt daran, dass moderne Computer-, Kommunikations-, Fertigungs- und Transportsysteme, einschließlich des Internets, alle auf die Existenz integrierter Schaltkreise angewiesen sind.Viele Wissenschaftler halten die durch den IC herbeigeführte digitale Revolution sogar für das wichtigste Ereignis in der Geschichte der Menschheit und glauben, dass die Weiterentwicklung des IC zu einem großen Technologiesprung führen wird, sowohl im Hinblick auf Designtechniken als auch auf Durchbrüche bei Halbleiterprozessen , die beide eng miteinander verbunden sind.