Różnica między układem scalonym a układem scalonym

IC vs Chip
 

Według słów Jacka Kilby'ego, wynalazcy układu scalonego, układ scalony jest ciałem z materiału półprzewodnikowego, w którym wszystkie elementy obwodu elektronicznego są całkowicie zintegrowane. Z technicznego punktu widzenia układ scalony to obwód elektroniczny lub urządzenie zbudowane na półprzewodnikowej warstwie podłoża (podłożu) poprzez dyfuzję wzoru na nim pierwiastków śladowych. Wynalezienie technologii układów scalonych w 1958 r. Zrewolucjonizowało świat w niespotykany dotąd sposób. Układ scalony jest powszechnym terminem stosowanym w przypadku układów scalonych.

Więcej informacji o układach scalonych

Układy scalone lub układy scalone są obecnie urządzeniami wykorzystywanymi w prawie każdym urządzeniu elektronicznym. Rozwój technologii półprzewodnikowej i metod wytwarzania prowadzi do wynalezienia układów scalonych. Przed wynalezieniem układu scalonego wszystkie urządzenia do zadań obliczeniowych wykorzystywały lampy próżniowe do realizacji bramek logicznych i przełączników. Lampy próżniowe są z natury stosunkowo dużymi urządzeniami o dużej mocy. W przypadku każdego obwodu elementy obwodu dyskretnego musiały być połączone ręcznie. Wpływ tych czynników doprowadził do powstania dość dużych i drogich urządzeń elektronicznych, nawet do najmniejszych zadań obliczeniowych. Dlatego komputer pięć dekad temu był ogromny i bardzo drogi, a komputery osobiste były bardzo odległym marzeniem.

Tranzystory i diody oparte na półprzewodnikach, które mają wyższą sprawność energetyczną i mikroskopijne rozmiary, zastąpiły lampy próżniowe i ich zastosowania. Stąd duży obwód może być zintegrowany na małym kawałku materiału półprzewodnikowego, umożliwiając tworzenie bardziej wyrafinowanych urządzeń elektronicznych. Chociaż pierwsze układy scalone miały w sobie tylko niewielką liczbę tranzystorów, obecnie w obszarze kciuka są zintegrowane miliardy tranzystorów. Sześciordzeniowy procesor Intel Core i7 (Sandy Bridge-E) zawiera 2 270 000 000 tranzystorów w kawałku krzemu o wielkości 434 mm². W oparciu o liczbę tranzystorów zawartych w układzie scalonym są one podzielone na kilka generacji.

        SSI - Small Scale Integration - kilka tranzystorów (<100)

        MSI -Medikum Scale Integration - setki tranzystorów (< 1000)

LSI - integracja na dużą skalę - tysiące tranzystorów (10 000 ~ 10000)

Integracja bardzo dużej skali VLSI - od milionów do miliardów (106 ~ 10⁹)

Na podstawie zadania Układy scalone są podzielone na trzy kategorie: sygnał cyfrowy, analogowy i mieszany. Cyfrowe układy scalone zaprojektowane do pracy na dyskretnych poziomach napięcia i zawierają elementy cyfrowe, takie jak przerzutniki, multipleksery, kodery demultiplekserów, dekodery i rejestry. Cyfrowe układy scalone to zwykle mikroprocesory, mikrokontrolery, zegary, programowalne układy logiczne (FPGA) i urządzenia pamięci (RAM, ROM i Flash), podczas gdy układy analogowe to czujniki, wzmacniacze operacyjne i kompaktowe obwody zarządzania energią. Konwertery analogowo-cyfrowe (ADC) i konwertery cyfrowo-analogowe wykorzystują zarówno elementy analogowe, jak i cyfrowe; dlatego te układy scalone przetwarzają zarówno dyskretne, jak i ciągłe wartości napięcia. Ponieważ oba typy sygnałów są przetwarzane, są one nazywane jako Mixed IC.  

Układy scalone są zapakowane w solidną zewnętrzną pokrywę wykonaną z materiału izolacyjnego o wysokiej przewodności cieplnej, z zaciskami stykowymi (kołkami) obwodu wystającymi z korpusu układu scalonego. W zależności od konfiguracji pinów dostępnych jest wiele rodzajów opakowań układów scalonych. Przykładami rodzajów opakowań są: podwójny pakiet (DIP), plastikowa czteropłaszczyznowa paczka (PQFP) i odwrotna macierz kulkowa (FCBGA).