متنوع

تطوير الدوائر المتكاملة IC

 تطوير الدوائر المتكاملة IC


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.


مع وجود IC الأساسي الآن ، كانت المرحلة التالية من القصة في تطوير الدائرة المتكاملة.

كان لابد من تطويرها من كونها تجربة معملية عالية التكلفة متاحة لعدد قليل من التطبيقات المتخصصة إلى واحدة حيث كانت متاحة بتكلفة منخفضة ولجميع مجالات الإلكترونيات.

استغرق تطوير الدائرة المتكاملة إلى وضعها الحالي من الاستخدام الواسع سنوات عديدة وتطورًا كبيرًا.

ومع ذلك ، انخفضت التكاليف تدريجيًا ، وزاد الاستخدام بشكل مطرد مع تطوير المزيد من المنتجات للاستفادة من تقنية IC.

التنمية في وقت مبكر

لم يكن التقدم المبكر في تطوير التعاون الدولي سهلاً. أعطت التكلفة العالية مؤشرا على الصعوبات التي تم مواجهتها. كان العائد مشكلة كبيرة. كان قدرًا محدودًا من الدقة متاحًا مع العمليات المتاحة في ذلك الوقت ، وهذا يعني أن نسبة صغيرة فقط من الرقائق تعمل بشكل صحيح. كلما كانت الشريحة أكثر تعقيدًا ، قلت فرصة عملها. حتى الدوائر التي تحتوي على بضع عشرات من المكونات أعطت عوائد تبلغ حوالي 10٪ فقط.

تم تكريس معظم تطوير IC في الستينيات لزيادة العائد. تم الاعتراف بأن مفتاح النجاح في هذا المجال يكمن في القدرة على تصنيع الدوائر المتكاملة اقتصاديًا. لا يمكن تحقيق ذلك إلا إذا كان من الممكن زيادة النسبة المئوية لدوائر العمل في الرقاقة بشكل كبير.

تم إجراء معظم التطوير والتقدم في الولايات المتحدة الأمريكية بسبب المبلغ المالي الذي كان متاحًا لأبحاث الفضاء.

وعلى الرغم من ذلك ، حققت دول أخرى عددًا من الإنجازات المهمة. كانت أوروبا جيدة في هذا المجال. في المملكة المتحدة ، تم تنفيذ الكثير من الأعمال التحضيرية من قبل بليسي لمؤسسة رويال رادار. انضمت جميع الشركات الأخرى بما في ذلك Ferranti و Standard Telephones and Cables (S.T.C) و Mullard (الآن جزء من Philips ، والتي تحولت بدورها إلى NXP) إلى نادي IC. شهدت دول أخرى في أوروبا اهتمامًا مماثلًا بهذه الأجهزة الجديدة.

اليابان ، التي سرعان ما أصبحت قوة رئيسية في اقتصاديات العالم ، رأت أهمية تكنولوجيا أشباه الموصلات. في معظم مجالات البحث بدءًا من إنتاج الترانزستورات الأولى إلى تكنولوجيا IC نفسها ، كانت متخلفة عن الولايات المتحدة الأمريكية بحوالي عامين فقط. وكانت شركة نيبون للكهرباء ، NEC ، من أوائل الشركات اليابانية التي أنتجت الدوائر المتكاملة ، والتي قدمت منتجاتها الأولى إلى السوق في عام 1965

إدراكًا للكميات الهائلة من الأبحاث التي ستكون مطلوبة لاكتساب قيادة عالمية ، تعاون خمسة من أكبر مصنعي الأجهزة اليابانية في مشروع بحثي مشترك مع الحكومة في عام 1975. وقد حقق هذا المخطط أرباحًا هائلة ، حيث وضع بعض هذه الشركات على رأس جداول مبيعات IC.

تم تطوير تقنيات IC الجديدة

تم تنفيذ جميع الأعمال المبكرة على تقنية IC باستخدام تقنية ثنائية القطب. وسرعان ما وجد أن تبديد الحرارة كان العامل الأكبر الذي يحد من تطور حجم وتعقيد الدوائر المتكاملة. مع وجود عدد من المكونات الموجودة على IC يتم تعبئتها في منطقة صغيرة جدًا ، كانت مشاكل الحرارة أسوأ بكثير مما لو كانت الدائرة قد تم إنشاؤها باستخدام مكونات منفصلة.

في البداية ، تركز العمل على إيجاد طرق أكثر فاعلية لإزالة الحرارة ، لكن هذا لم يحقق سوى نجاح محدود. سرعان ما أصبح من الواضح أن هناك حاجة إلى نهج أكثر ثورية إذا كانت مستويات التكامل سترتفع.

جاء الرد على الطريق إلى الأمام لتطوير الدوائر المتكاملة في شكل تقنية ترانزستور جديدة. تم تصنيع الترانزستور ذو التأثير الميداني لأول مرة في عام 1963 وكان يتمتع بمزايا كبيرة من حيث أن البوابة لا تستهلك أي تيار تقريبًا. كما كان للقناة مقاومة منخفضة نسبيًا ومقاومة عالية "متوقفة". هذا جعله مثاليًا للتطبيقات الرقمية حيث يمكن تقليل الاستهلاك الحالي بعدة أوامر من حيث الحجم.

كانت شركة Texas Instruments في الصدارة مرة أخرى وكانت أول شركة تطلق جهاز MOS في السوق في عام 1966. كان أول جهاز لها عبارة عن محول ثنائي إلى عشري ، ولكن العديد من الأجهزة الأخرى تبعه بعد ذلك بوقت قصير.

مزيد من مستويات التكامل

نظرًا لأن تقنية MOS قد تغلبت إلى حد كبير على مشكلة تبديد الحرارة ، فإن الطريق مفتوحًا لتطوير مستويات أعلى بكثير من التكامل.

كان التقدم في هذا المجال من تطوير الدوائر المتكاملة سريعًا جدًا. بعد عام واحد فقط من إطلاق تكساس أول جهاز لها ، تصدرت شركة فيرتشايلد الريادة من خلال تصنيع جهاز بأكثر من ألف ترانزستور. كانت الرقاقة عبارة عن ذاكرة وصول عشوائي بسعة 256 بت وكانت أول محاولة كبرى للتغلب على هيمنة الذاكرة الأساسية المغناطيسية التي تم استخدامها في أجهزة الكمبيوتر في هذا الوقت.

بينما كان علامة فارقة في تكنولوجيا أشباه الموصلات ، لم يكن الجهاز نجاحًا تجاريًا. كانت الرقاقة أغلى بنحو ضعف تكلفة الذاكرة الأساسية التقليدية ولم يتم بيعها. ومع ذلك فقد أظهرت الطريقة التي كانت تتقدم بها تكنولوجيا أشباه الموصلات. فقط عندما تم إطلاق 1 كيلو بايت من ذاكرة الوصول العشوائي ، بدأت أجهزة أشباه الموصلات في إظهار ميزة.

مع تقدم السبعينيات ، أصبحت تقنية MOS هي الشكل المهيمن على الدوائر المتكاملة. على الرغم من أن الدوائر المتكاملة الخطية كانت تكتسب شعبية وتم إدخال شرائح مثل مكبر الصوت التشغيلي الشهير 741 ، إلا أن تقنية MOS هي التي هيمنت على السوق. استمرت مستويات التكامل في الزيادة وبدأت أفكار جديدة تتطور في أذهان مصممي IC.


شاهد الفيديو: العناصر الإلكترونية العملية - الدارة المتكاملة #3-5 (يونيو 2022).