IC vs Chip
Według własnych słów Jacka Kilby'ego, wynalazcy układu scalonego, układ scalony jest korpusem z materiału półprzewodnikowego, w którym wszystkie elementy układu elektronicznego są całkowicie zintegrowane. Z technicznego punktu widzenia układ scalony jest obwodem elektronicznym lub urządzeniem zbudowanym na półprzewodnikowej warstwie podłoża (podstawy) poprzez dyfuzję wzorcową pierwiastków śladowych na nią. Wynalezienie technologii układów scalonych w 1958 roku zrewolucjonizowało świat w bezprecedensowy sposób. Chip to powszechnie stosowany termin określający układy scalone.
Więcej o układach scalonych
Układy scalone lub układy scalone są dziś urządzeniami używanymi w prawie każdym urządzeniu elektronicznym. Rozwój technologii półprzewodników i metod wytwarzania doprowadził do wynalezienia układów scalonych. Przed wynalezieniem układu scalonego wszystkie urządzenia do zadań obliczeniowych wykorzystywały lampy próżniowe do realizacji bramek logicznych i przełączników. Lampy próżniowe z natury są urządzeniami stosunkowo dużymi i zużywającymi dużo energii. W każdym obwodzie dyskretne elementy obwodu musiały być łączone ręcznie. Wpływ tych czynników zaowocował dość dużymi i drogimi urządzeniami elektronicznymi nawet dla najmniejszych zadań obliczeniowych. Dlatego komputer sprzed pięćdziesięciu lat był ogromny i bardzo drogi, a komputery osobiste były bardzo odległym marzeniem.
Tranzystory i diody półprzewodnikowe, które mają wyższą sprawność energetyczną i mikroskopijne rozmiary, zastąpiły lampy próżniowe i ich zastosowania. W związku z tym duży obwód mógłby być zintegrowany na małym kawałku materiału półprzewodnikowego, umożliwiając tworzenie bardziej wyrafinowanych urządzeń elektronicznych. Chociaż pierwsze układy scalone miały tylko niewielką liczbę tranzystorów, obecnie w obszarze Twojego paznokcia zintegrowane są miliardy tranzystorów. Sześciordzeniowy procesor Intel Core i7 (Sandy Bridge-E) zawiera 2 270 000 000 tranzystorów w kawałku krzemu o wielkości 434 mm². Na podstawie liczby tranzystorów zawartych w układzie scalonym są one podzielone na kilka generacji.
SSI - Small Scale Integration - kilka tranzystorów (<100)
MSI - Medikum Scale Integration - setki tranzystorów (<1000)
LSI - Integracja na dużą skalę - tysiące tranzystorów (10000 ~ 10000)
Integracja VLSI na bardzo dużą skalę - od milionów do miliardów (106 ~ 10 9)
W oparciu o zadanie układy scalone są podzielone na trzy kategorie: sygnał cyfrowy, analogowy i sygnał mieszany. Cyfrowe układy scalone zaprojektowane do pracy na dyskretnych poziomach napięcia i zawierają elementy cyfrowe, takie jak przerzutniki, multipleksery, demultipleksery, kodery, dekodery i rejestry. Cyfrowe układy scalone to zwykle mikroprocesory, mikrokontrolery, timery, układy logiczne programowalne przez użytkownika (FPGA) i urządzenia pamięci (RAM, ROM i Flash), podczas gdy analogowe układy scalone to czujniki, wzmacniacze operacyjne i kompaktowe układy zarządzania energią. Przetworniki analogowo-cyfrowe (ADC) i przetworniki cyfrowo-analogowe wykorzystują zarówno elementy analogowe, jak i cyfrowe; dlatego te układy scalone przetwarzają zarówno dyskretne, jak i ciągłe wartości napięcia. Ponieważ oba typy sygnałów są przetwarzane, nazywane są mieszanymi układami scalonymi.
Układy scalone są zapakowane w solidną osłonę zewnętrzną wykonaną z materiału izolacyjnego o wysokiej przewodności cieplnej, z końcówkami stykowymi (pinami) obwodu wychodzącymi z korpusu układu scalonego. W oparciu o konfigurację pinów dostępnych jest wiele typów opakowań układów scalonych. Przykładami opakowań są opakowania typu Dual In-Line Package (DIP), plastikowe poczwórne płaskie opakowanie (PQFP) i Flip-Chip Ball Grid Array (FCBGA).
Jaka jest różnica między układem scalonym a chipem?
• Układ scalony jest również nazywany chipem, ponieważ układy scalone są dostarczane w obudowie przypominającej chip.
• Zestaw układów scalonych często nazywany chipsetem, a nie układem scalonym.
