Quali sono gli usi dei circuiti integrati?
Gli usi dei circuiti integrati a partire dal 2011 sono molto diffusi a causa dei vantaggi unici che offrono rispetto a quelli dei circuiti elettronici tradizionali.Si trovano in ogni dispositivo elettronico che ha un qualche tipo di controllo del microprocessore, dai telefoni cellulari e dai lettori di musica portatile a sistemi di gioco, personal computer e altri dispositivi digitali.Questo perché un circuito integrato (IC) o un chip per gli standard contemporanei del 21 secolo è un dispositivo estremamente sofisticato, imballando fino a milioni di componenti elettronici come transistor, resistori e condensatori in un'area di alcuni centimetri quadrati su un wafer su un wafer su un waferdi silicio.I primi usi dei circuiti integrati erano abbastanza limitati, tuttavia, quando i primi modelli furono costruiti nel 1958 e nel 1959, in quanto erano dispositivi primitivi al momento che erano difficili da produrre in serie.
Jack Kilby, un ricercatore del Texas Instruments negli Stati Uniti, è attribuito la possibilità di essere una delle prime persone a vedere i potenziali benefici e usi dei circuiti integrati.Nel 2000 gli è stato assegnato il premio Nobel in fisica per il suo contributo allo sviluppo del circuito elettronico.Sebbene il concetto per il chip IC possa essere ricondotto a ricerche precedenti nel 1949 dagli ingegneri tedeschi, Kilby e un altro ricercatore di nome Robert Noyce sono stati i primi a presentare brevetti per l'idea.L'enorme salto che il chip IC ha dato al design del circuito elettronico si basa su una limitazione che i produttori di elettronica stavano affrontando alla fine degli anni '50.Il transistor aveva sostituito i tubi a vuoto, ma i componenti elettrici di base per circuiti come transistor, condensatori e resistori potevano essere resi così piccoli, poiché tenerli con una pinza.L'idea di incidere la funzionalità di questi componenti in un wafer di silicio ha eliminato la necessità di una saldatura individuale di componenti portatili e gli usi dei circuiti integrati hanno iniziato a salire alle stelle una volta che i metodi di produzione sono stati perfezionati tra la metà e la fine degli anni '60. Mentre i primi circuiti integrati venivano indicati come circuiti di integrazione su piccola scala (SSI) e contenevano solo poche decine di componenti, all'epoca erano fondamentali per i progetti aerospaziaI computer utilizzati dal programma di missione US Apollo Moon.Questi usi, nonché le esigenze della Marina degli Stati Uniti, rappresentavano la maggior parte della domanda precoce di circuiti integrati a partire dal 1962. Entro il 1968, gli usi dei circuiti integrati avevano iniziato a diffondersi all'elettronica di consumo, con la loro capacità di elaborare la frequenza modulata (FM) suono nei televisori. Poiché il numero di componenti che poteva essere posizionato su un chip è stato ridimensionato, gli usi dei circuiti integrati sono diventati molto più diffusi.I modelli di chip di integrazione di media scala (MSI) contenevano centinaia di componenti entro la fine degli anni '60 e l'integrazione su larga scala (LSI) potrebbe mettere più migliaia di componenti su un chip cinque anni dopo.Da lì, la crescita di quanti componenti potrebbero essere imballati in un'area di pochi centimetri quadrati è aumentata esponenzialmente.L'integrazione su scala molto larga (VLSI) che consente centinaia di migliaia di componenti collegati nei primi anni '80 e i progetti tridimensionali integrati (3D-IC) a partire dal 2011 consentono di imballare milioni o miliardi di componentiCiò è interconnesso sia orizzontalmente che verticalmente su più strati di wafer a semiconduttore. A partire dal 2011, le funzioni di controllo multiplo e di elaborazione matematica che un circuito integrato può eseguire li ha resi dispositivi onnipresenti nella maggior parte dell'elettronica di consumo da radio e televisori ai calcoli digitaliorologi.Gli usi dei circuiti integrati sono diffusi in tutte le piante industriali e in robotica, nonché per i controlli nell'AUMSistemi di aeronautica obile.Man mano che diventano più sofisticati e poco costosi per la produzione, si trovano anche in articoli usa e getta come biglietti di auguri che suonano musica.I tag di identificazione a radiofrequenza (RFID) su imballaggi di prodotti di consumo usa e getta che i negozi di vendita al dettaglio utilizzano per tracciare l'inventario sono anche una posizione comune per i chip IC, con tag RFID aggiunti ad altri prodotti come passaporti e carte di credito.