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1.반도체 칩 표면에 제조되는 집적 회로는 박막 집적 회로라고도 합니다.후막 집적 회로(하이브리드 집적 회로)의 또 다른 유형은 기판이나 회로 기판에 통합된 개별 반도체 장치와 수동 부품으로 구성된 소형화된 회로입니다.
1949년부터 1957년까지 프로토타입은 Werner Jacobi, Jeffrey Dummer, Sidney Darlington, Yasuo Tarui에 의해 개발되었으나 현대 집적회로는 1958년 Jack Kilby에 의해 발명되었습니다.그는 이 공로로 2000년에 노벨 물리학상을 받았지만, 동시에 현대 실용 집적회로를 개발한 로버트 노이스는 1990년에 세상을 떠났습니다.
트랜지스터의 발명과 양산에 따라 다이오드, 트랜지스터 등 다양한 고체 반도체 부품이 대량으로 사용되면서 회로에서 진공관의 기능과 역할을 대체하게 되었다.20세기 중반에서 후반까지 반도체 제조 기술의 발전으로 집적 회로가 가능해졌습니다.개별 개별 전자 부품을 사용하여 회로를 수동으로 조립하는 것과 달리 집적 회로를 사용하면 많은 수의 마이크로 트랜지스터를 작은 칩에 통합할 수 있어 엄청난 발전을 이룰 수 있었습니다.집적 회로의 회로 설계에 대한 규모의 생산성, 신뢰성 및 모듈식 접근 방식은 개별 트랜지스터를 사용하여 설계하는 대신 표준화된 집적 회로의 신속한 채택을 보장했습니다.
2. 집적 회로는 개별 트랜지스터에 비해 비용과 성능이라는 두 가지 주요 장점이 있습니다.저렴한 비용은 한 번에 하나의 트랜지스터만 만드는 대신 칩이 포토리소그래피를 통해 모든 구성 요소를 하나의 단위로 인쇄하기 때문입니다.고성능은 구성 요소가 작고 서로 가깝기 때문에 구성 요소가 빠르게 전환되고 에너지를 덜 소비하기 때문입니다.2006년에는 칩 면적이 수 평방 밀리미터에서 350mm²에 달했고 mm²당 최대 백만 개의 트랜지스터가 사용되었습니다.
프로토타입 집적 회로는 1958년 Jack Kilby에 의해 완성되었으며 바이폴라 트랜지스터, 3개의 저항기 및 커패시터로 구성되었습니다.
칩에 통합된 마이크로 전자 장치의 수에 따라 집적 회로는 다음 범주로 나눌 수 있습니다.
소규모 집적 회로(SSI)에는 10개 미만의 논리 게이트 또는 100개 미만의 트랜지스터가 있습니다.
MSI(Medium Scale Integration)에는 11~100개의 논리 게이트 또는 101~1,000개의 트랜지스터가 있습니다.
LSI(Large Scale Integration) 101~1k 논리 게이트 또는 1,001~10k 트랜지스터.
VLSI(Very Large Scale Integration) 1,001~10k 논리 게이트 또는 10,001~100k 트랜지스터.
ULSI(초대규모 통합) 10,001~1M 논리 게이트 또는 100,001~10M 트랜지스터.
GLSI(Giga Scale Integration) 1,000,001개 이상의 논리 게이트 또는 10,000,001개 이상의 트랜지스터.
3. 집적회로의 개발
컴퓨터부터 휴대폰, 디지털 전자레인지까지 모든 것을 제어할 수 있는 마이크로프로세서 또는 멀티코어 프로세서의 핵심에는 최첨단 집적 회로가 있습니다.복잡한 집적 회로를 설계하고 개발하는 데 드는 비용은 매우 높지만, 종종 수백만 개가 측정되는 제품에 분산되면 집적 회로당 비용이 최소화됩니다.IC의 성능은 크기가 작기 때문에 경로가 짧아 저전력 논리 회로를 빠른 스위칭 속도로 적용할 수 있기 때문에 성능이 높습니다.
수년에 걸쳐 저는 계속해서 더 작은 폼 팩터로 이동하여 칩당 더 많은 회로를 패키징할 수 있게 되었습니다.이는 단위 면적당 용량을 증가시켜 비용을 낮추고 기능성을 향상시킵니다. IC의 트랜지스터 수가 1.5년마다 두 배로 증가한다는 무어의 법칙을 참조하십시오.요약하면, 폼 팩터가 줄어들고, 단위 비용과 스위칭 전력 소비가 감소하고, 속도가 증가함에 따라 거의 모든 지표가 향상됩니다.그러나 나노 규모의 장치를 통합하는 IC에는 주로 누설 전류 문제가 있습니다.결과적으로 속도와 전력 소비의 증가는 최종 사용자에게 매우 눈에 띄게 나타나며 제조업체는 더 나은 형상을 사용해야 하는 심각한 과제에 직면하게 됩니다.이러한 과정과 향후 예상되는 진전은 반도체에 대한 국제 기술 로드맵에 잘 설명되어 있습니다.
개발된 지 불과 반세기 만에 집적 회로는 어디에나 존재하게 되었고 컴퓨터, 휴대폰 및 기타 디지털 기기는 사회 구조의 필수적인 부분이 되었습니다.이는 인터넷을 포함한 현대의 컴퓨팅, 통신, 제조, 운송 시스템이 모두 집적 회로의 존재에 의존하기 때문입니다.많은 학자들은 IC가 가져온 디지털 혁명을 인류 역사상 가장 중요한 사건으로 보고 있으며, IC의 성숙은 설계 기술과 반도체 공정의 혁신이라는 측면에서 기술의 큰 도약을 가져올 것이라고 생각합니다. , 둘 다 밀접하게 연결되어 있습니다.