Việc sử dụng các mạch tích hợp là gì?

Việc sử dụng các mạch tích hợp vào năm 2011 rất phổ biến do những lợi thế duy nhất mà họ cung cấp so với các mạch điện tử truyền thống.Chúng được tìm thấy trong mọi thiết bị điện tử có một số loại điều khiển bộ vi xử lý, từ điện thoại di động và máy nghe nhạc di động đến hệ thống chơi game, máy tính cá nhân và các thiết bị kỹ thuật số khác.Là do một mạch tích hợp (IC) hoặc chip theo tiêu chuẩn thế kỷ 21 thế kỷ là một thiết bị cực kỳ tinh vi, đóng gói tới hàng triệu thành phần điện tử như bóng bán dẫn, điện trở và tụ điện vào một khu vực vài cm vuông trên một chiếc wafercủa silicon.Tuy nhiên, việc sử dụng sớm các mạch tích hợp khá hạn chế, tuy nhiên, khi các mô hình đầu tiên được xây dựng vào năm 1958 và 1959, vì chúng là các thiết bị nguyên thủy vào thời điểm đó khó sản xuất hàng loạt.Jack Kilby, một nhà nghiên cứu tại Texas Cụ ở Hoa Kỳ, được ghi nhận là một trong những người đầu tiên thấy những lợi ích tiềm năng và cách sử dụng của các mạch tích hợp.Ông đã được trao giải thưởng Nobel về Vật lý năm 2000 vì đóng góp của ông cho sự phát triển của mạch điện tử.Mặc dù khái niệm về chip IC có thể được truy tìm nghiên cứu trước đó từ năm 1949 bởi các kỹ sư Đức, Kilby và một nhà nghiên cứu khác có trụ sở tại Hoa Kỳ tên Robert Noyce là những người đầu tiên nộp bằng sáng chế cho ý tưởng này.Bước nhảy vọt khổng lồ mà chip IC đã cho thiết kế mạch điện tử dựa trên một hạn chế mà các nhà sản xuất điện tử đang phải đối mặt vào cuối những năm 1950.Transitor đã thay thế các ống chân không, nhưng các thành phần điện cơ bản cho các mạch như bóng bán dẫn, tụ điện và điện trở chỉ có thể được tạo ra rất nhỏ, vì giữ chúng bằng một cái nhíp và hàn chúng lên một bảng mạch ngày càng khó khăn khi chúng trở nên nhỏ hơn và nhỏ hơn.Ý tưởng khắc phục chức năng của các thành phần này thành một wafer silicon đã loại bỏ sự cần thiết của việc hàn riêng các thành phần cầm tay, và việc sử dụng các mạch tích hợp bắt đầu tăng vọt một khi các phương pháp sản xuất được hoàn thiện vào giữa những năm đến cuối năm 1960.Trong khi các mạch tích hợp đầu tiên được gọi là mạch tích hợp quy mô nhỏ (SSI) và chỉ chứa vài chục thành phần, chúng rất quan trọng đối với các dự án hàng không vũ trụ vào thời điểm đóMáy tính được sử dụng bởi Chương trình Nhiệm vụ Mặt trăng Apollo Hoa Kỳ.Những cách sử dụng này, cũng như nhu cầu của Hải quân Hoa Kỳ, chiếm phần lớn nhu cầu sớm về các mạch tích hợp vào năm 1962. Đến năm 1968, việc sử dụng các mạch tích hợp đã bắt đầu lan truyền sang thiết bị điện tử tiêu dùng, với khả năng xử lý tần số (FM) Âm thanh trong tivi.Là số lượng các thành phần có thể được đặt trên chip được thu nhỏ, việc sử dụng các mạch tích hợp trở nên phổ biến hơn nhiều.Các mô hình chip tích hợp quy mô trung bình (MSI) chứa hàng trăm thành phần vào cuối những năm 1960 và tích hợp quy mô lớn (LSI) có thể đưa nhiều hàng ngàn thành phần lên một chip năm năm sau đó.Từ đó, sự tăng trưởng của bao nhiêu thành phần có thể được đóng gói vào một khu vực của một vài cm vuông tăng theo cấp số nhân.Tích hợp quy mô lớn (VLSI) cho phép hàng trăm ngàn thành phần được kết nối vào đầu những năm 1980 và các thiết kế mạch tích hợp ba chiều (3D-IC) vào năm 2011 cho phép hàng triệu hoặc hàng tỷ thành phần được đóng gói vào mạngđược kết nối với nhau cả theo chiều ngang và chiều dọc trên nhiều lớp wafer bán dẫn.

^{Vào năm 2011, nhiều chức năng xử lý toán học và toán học mà một mạch tích hợp có thể thực hiện đã làm cho chúng có các thiết bị phổ biến trong hầu hết các thiết bị điện tử của người tiêu dùngxem.Việc sử dụng các mạch tích hợp được phổ biến trên khắp các nhà máy công nghiệp và trong robot, cũng như đối với các điều khiển trong AutomHệ thống Obile và máy bay.Khi chúng trở nên tinh vi hơn và rẻ tiền hơn để sản xuất, chúng cũng được tìm thấy trong các mặt hàng dùng một lần như thiệp chúc mừng chơi nhạc.Thẻ nhận dạng tần số vô tuyến (RFID) trên bao bì sản phẩm tiêu dùng dùng một lần mà các cửa hàng bán lẻ sử dụng để theo dõi hàng tồn kho cũng là một vị trí phổ biến cho các chip IC, với các thẻ RFID được thêm vào các sản phẩm khác như hộ chiếu và thẻ tín dụng.}