IC vs čips
Saskaņā ar Džeka Kilbija, integrētās shēmas izgudrotāja vārdiem, integrētā shēma ir pusvadītāju materiāla ķermenis, kurā visas elektroniskās shēmas sastāvdaļas ir pilnībā integrētas. Tehniski integrētā shēma ir elektroniska ķēde vai ierīce, kas uzbūvēta uz pusvadītāju substrāta (bāzes) slāņa ar mikroelementu difūzijas metodi uz tā. Integrētās shēmas tehnoloģijas izgudrošana 1958. gadā radīja nepieredzētu revolūciju pasaulē. Mikroshēma ir izplatīts termins, ko lieto integrētajām shēmām.
Vairāk par integrētajām shēmām
Integrētās shēmas jeb IC ir ierīces, kuras mūsdienās izmanto gandrīz visās elektroniskajās ierīcēs. Pusvadītāju tehnoloģijas un ražošanas metožu attīstība noved pie integrālo shēmu izgudrošanas. Pirms IC izgudrošanas visa iekārta skaitļošanas uzdevumiem loģisko vārtu un slēdžu ieviešanai izmantoja vakuuma caurules. Vakuuma caurules pēc būtības ir salīdzinoši lielas, lielu enerģiju patērējošas ierīces. Jebkurai ķēdei diskrētie ķēdes elementi bija jāpievieno manuāli. Šo faktoru ietekme radīja diezgan lielas un dārgas elektroniskās ierīces pat vismazākajam skaitļošanas uzdevumam. Tāpēc dators pirms piecām desmitgadēm bija milzīga izmēra un ļoti dārgs, un personālie datori bija ļoti tāls sapnis.
Pusvadītāju tranzistori un diodes, kuru energoefektivitāte ir augstāka un mikroskopiski lieli, aizstāja vakuuma caurules un to pielietojumu. Tādējādi lielu ķēdi varētu integrēt nelielā pusvadītāju materiāla gabalā, ļaujot izveidot sarežģītākas elektroniskās ierīces. Lai arī pirmajās integrētajās shēmās bija tikai neliels skaits tranzistoru, pašlaik naglas zonā ir integrēti miljardi tranzistoru. Intel sešu kodolu Core i7 (Sandy Bridge-E) procesors satur 2 270 000 000 tranzistorus 434 mm² lielu silīcija gabalu. Pamatojoties uz IC iekļauto tranzistoru skaitu, tie tiek iedalīti vairākās paaudzēs.
SSI - maza mēroga integrācija - vairāki tranzistori (<100)
MSI –Medikum skalas integrācija - simtiem tranzistoru (<1000)
LSI - liela mēroga integrācija - tūkstošiem tranzistoru (10 000 ~ 10000)
VLSI - ļoti liela mēroga integrācija - no miljoniem līdz miljardiem (106 ~ 10 9)
Pamatojoties uz uzdevumu, IC tiek iedalīti trīs kategorijās: digitālais, analogais un jauktais signāls. Digitālie IC, kas paredzēti darbam ar diskrētiem sprieguma līmeņiem, un satur digitālus elementus, piemēram, flip-flops, multiplekserus, demultipleksoru kodētājus, dekoderus un reģistrus. Digitālie IC parasti ir mikroprocesori, mikrokontrolleri, taimeri, lauka programmējamie loģiskie bloki (FPGA) un atmiņas ierīces (RAM, ROM un Flash), savukārt analogie IC ir sensori, operatīvie pastiprinātāji un kompaktas enerģijas pārvaldības shēmas. Analogajiem ciparu pārveidotājiem (ADC) un digitālajiem analogajiem pārveidotājiem tiek izmantoti gan analogie, gan digitālie elementi; tāpēc šie IC apstrādā gan diskrētās, gan nepārtrauktās sprieguma vērtības. Tā kā abi signālu veidi tiek apstrādāti, tie tiek nosaukti kā Jauktie IC.
Mikroshēmas ir iepakotas cietā ārējā apvalkā, kas izgatavots no izolācijas materiāla ar augstu siltuma vadītspēju, ar ķēdes kontakta spailēm (tapām), kas stiepjas no IC korpusa. Pamatojoties uz tapu konfigurāciju, ir pieejami daudzi IC iepakojuma veidi. Iepakojuma veidu piemēri ir divējāda līnijas pakete (DIP), plastmasas četrkārša plakana pakete (PQFP) un šķembu lodīšu režģa bloki (FCBGA).
Kāda ir atšķirība starp integrēto shēmu un mikroshēmu?
• Integrēto shēmu sauc arī par mikroshēmu, jo sejas IC ir iepakojumā, kas atgādina mikroshēmu.
• Integrēto shēmu komplekts, ko bieži dēvē par mikroshēmu komplektu, nevis IC kopa.
