Ποιες είναι οι χρήσεις των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων;

Οι χρήσεις των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων από το 2011 είναι πολύ διαδεδομένες λόγω των μοναδικών πλεονεκτημάτων που προσφέρουν σε σχέση με τα παραδοσιακά ηλεκτρονικά κυκλώματα.Βρίσκονται σε κάθε ηλεκτρονική συσκευή που έχει κάποιο τύπο ελέγχου μικροεπεξεργαστή, από κινητά τηλέφωνα και φορητές συσκευές αναπαραγωγής μουσικής σε συστήματα τυχερών παιχνιδιών, προσωπικούς υπολογιστές και άλλες ψηφιακές συσκευές.Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα (IC) ή το τσιπ από τα σύγχρονα πρότυπα 21 ^St Century είναι μια εξαιρετικά εξελιγμένη συσκευή, συσκευάζοντας εκατομμύρια ηλεκτρονικά εξαρτήματα όπως τα τρανζίστορ, οι αντιστάσεις και οι πυκνωτές σε μια περιοχή λίγων τετραγωνικών εκατοστών σε πλακίδιατου πυριτίου.Οι πρώιμες χρήσεις των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων ήταν αρκετά περιορισμένες, ωστόσο, όταν τα πρώτα μοντέλα χτίστηκαν το 1958 και το 1959, καθώς ήταν πρωτόγονες συσκευές τη στιγμή που ήταν δύσκολο να παραχθούν μαζικά.

Ο Jack Kilby, ερευνητής στο Texas Instruments στις Ηνωμένες Πολιτείες, πιστώνεται ότι είναι ένας από τους πρώτους ανθρώπους που βλέπουν τα πιθανά οφέλη και χρήσεις ολοκληρωμένων κυκλωμάτων.Του απονεμήθηκε το βραβείο Νόμπελ στη Φυσική το 2000 για τη συμβολή του στην ανάπτυξη του ηλεκτρονικού κυκλώματος.Αν και η ιδέα για το τσιπ IC μπορεί να ανιχνευθεί σε προηγούμενη έρευνα ήδη από το 1949 από τους Γερμανούς μηχανικούς, ο Kilby και ένας άλλος ερευνητής που εδρεύει στις ΗΠΑ, που ονομάζεται Robert Noyce, ήταν οι πρώτοι που αρχειοθετούν τα διπλώματα ευρεσιτεχνίας για την ιδέα.

Το τεράστιο άλμα που έδωσε το τσιπ IC στον σχεδιασμό ηλεκτρονικού κυκλώματος βασίζεται σε έναν περιορισμό που αντιμετωπίζουν οι κατασκευαστές ηλεκτρονικών ειδών κατά τα τέλη της δεκαετίας του 1950.Το τρανζίστορ αντικατέστησε σωλήνες κενού, αλλά τα βασικά ηλεκτρικά εξαρτήματα για κυκλώματα όπως τα τρανζίστορ, οι πυκνωτές και οι αντιστάσεις θα μπορούσαν να γίνουν τόσο μικρά, καθώς τα κρατώντας τους με τσιμπιδάκια και η συγκόλλησή τους σε ένα κυκλώματος έγινε όλο και πιο δύσκολη καθώς έγιναν μικρότερες και μικρότερες.Η ιδέα της χάραξης της λειτουργικότητας αυτών των συστατικών σε ένα δίσκο πυρίτιο εξάλειψε την ανάγκη για ατομική συγκόλληση των φορητών εξαρτημάτων και οι χρήσεις ολοκληρωμένων κυκλωμάτων άρχισαν να ανεβαίνουν στα ύψη μόλις τελειοποιήθηκαν τα μέθοδοι κατασκευής στα μέσα έως τα τέλη της δεκαετίας του 1960.

Ενώ τα πρώτα ολοκληρωμένα κυκλώματα αναφέρονται ως κυκλώματα μικρού κλίμακας ενσωμάτωσης (SSI) και περιείχαν μόνο μερικές δωδεκάδες συστατικά, ήταν ζωτικής σημασίας για τα έργα αεροδιαστημικής εκείνη τη στιγμή, όπως οι έλεγχοι για το σύστημα πυραύλων πυρηνικών Minuteman και ψηφιακάΟι υπολογιστές που χρησιμοποιούνται από το πρόγραμμα αποστολής Moon Apollo Moon.Αυτές οι χρήσεις, καθώς και οι ανάγκες του Ναυτικού των ΗΠΑ, αντιπροσώπευαν το μεγαλύτερο μέρος της πρώιμης ζήτησης για ολοκληρωμένα κυκλώματα από το 1962. Μέχρι το 1968, οι χρήσεις ολοκληρωμένων κυκλωμάτων είχαν αρχίσει να εξαπλώνονται σε ηλεκτρονικά στοιχεία καταναλωτών, με την ικανότητά τους να διαμορφώνονται συχνότητα (FM, FM (FM) ήχος στις τηλεοράσεις.

Καθώς ο αριθμός των εξαρτημάτων που θα μπορούσαν να τοποθετηθούν σε ένα τσιπ κλιμακώθηκε, οι χρήσεις των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων έγιναν πολύ πιο διαδεδομένες.Τα μοντέλα τσιπ μεσαίας κλίμακας (MSI) περιείχαν εκατοντάδες εξαρτήματα μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του 1960 και η ενσωμάτωση μεγάλης κλίμακας (LSI) θα μπορούσε να βάλει πολλές χιλιάδες εξαρτήματα σε ένα τσιπ πέντε χρόνια αργότερα.Από εκεί, η ανάπτυξη του πόσα συστατικά θα μπορούσε να συσκευαστεί σε μια περιοχή μερικών τετραγωνικών εκατοστών αυξήθηκε εκθετικά.Η ενσωμάτωση πολύ μεγάλης κλίμακας (VLSI) που επιτρέπει εκατοντάδες χιλιάδες συνδεδεμένα συστατικά στις αρχές της δεκαετίας του 1980 και τα τρισδιάστατα σχέδια ολοκληρωμένου κυκλώματος (3D-IC) από το 2011 επιτρέπουν εκατομμύρια ή δισεκατομμύρια εξαρτήματα να συσκευάζονται σε δίκτυοΑυτό είναι διασυνδεδεμένο τόσο οριζόντια όσο και κατακόρυφα σε πολλαπλά στρώματα πλακιδίου ημιαγωγών. Από το 2011, οι πολλαπλές λειτουργίες ελέγχου και μαθηματικής επεξεργασίας που μπορεί να εκτελέσει ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα τους έχει κάνει τις πανταχού παρούσες συσκευές στα περισσότερα ηλεκτρονικά καταναλωτικά από ραδιόφωνα και τηλεοράσεις σε υπολογιστές και ψηφιακέςρολόγια.Οι χρήσεις ολοκληρωμένων κυκλωμάτων είναι ευρέως διαδεδομένες σε όλα τα βιομηχανικά φυτά και στη ρομποτική, καθώς και για τους ελέγχους στο AutomObile και συστήματα αεροσκαφών.Καθώς γίνονται πιο εξελιγμένα και φθηνά για την κατασκευή, βρίσκονται επίσης σε αντικείμενα μίας χρήσης, όπως ευχετήριες κάρτες που παίζουν μουσική.Οι ετικέτες αναγνώρισης ραδιοσυχνοτήτων (RFID) για τη συσκευασία των καταναλωτικών προϊόντων που χρησιμοποιούν τα καταστήματα λιανικής πώλησης για την παρακολούθηση των αποθεμάτων είναι επίσης μια κοινή τοποθεσία για τσιπ IC, με ετικέτες RFID σε άλλα προϊόντα όπως τα διαβατήρια και οι πιστωτικές κάρτες.