IC vs Chip
Saskaņā ar Džeka Kilbija, integrālās shēmas izgudrotāja, vārdiem, integrālā shēma ir pusvadītāju materiāla korpuss, kurā visas elektroniskās shēmas sastāvdaļas ir pilnībā integrētas. Tehniskā ziņā integrālā shēma ir elektroniska shēma vai ierīce, kas uzbūvēta uz pusvadītāju substrāta (pamatnes) slāņa, uz tā izkliedējot mikroelementus. Integrētās shēmas tehnoloģijas izgudrojums 1958. gadā radīja pasauli vēl nebijušā veidā. Mikroshēma ir plaši izplatīts termins, ko izmanto integrālajām shēmām.
Vairāk par integrālajām shēmām
Integrālās shēmas jeb IC ir ierīces, ko mūsdienās izmanto gandrīz jebkurā elektroniskā ierīcē. Pusvadītāju tehnoloģiju un ražošanas metožu attīstība noved pie integrālo shēmu izgudrošanas. Pirms IC izgudrošanas visas skaitļošanas uzdevumu iekārtas izmantoja vakuuma lampas loģisko vārtu un slēdžu ieviešanai. Vakuuma caurules dabā ir salīdzinoši lielas, lielas enerģijas patēriņa ierīces. Jebkurai shēmai diskrētie ķēdes elementi bija jāsavieno manuāli. Šo faktoru ietekme radīja diezgan lielas un dārgas elektroniskās ierīces pat mazākajiem skaitļošanas uzdevumiem. Tāpēc dators pirms piecām desmitgadēm bija milzīgs izmērs un ļoti dārgs, un personālie datori bija ļoti tāls sapnis.
Tranzistori un diodes, kuru pamatā ir pusvadītāji un kuriem ir augstāka energoefektivitāte un mikroskopiski izmēri, nomainīja vakuuma lampas un to pielietojumu. Tādējādi lielu ķēdi varētu integrēt nelielā pusvadītāju materiāla gabalā, ļaujot izveidot sarežģītākas elektroniskās ierīces. Lai gan pirmajās integrālajās shēmās bija tikai neliels skaits tranzistoru, šobrīd jūsu īkšķa zonā ir integrēti miljardiem tranzistoru. Intel seškodolu, Core i7 (Sandy Bridge-E) procesors satur 2 270 000 000 tranzistoru 434 mm² izmēra silīcija gabalos. Pamatojoties uz IC iekļauto tranzistoru skaitu, tie ir iedalīti vairākās paaudzēs.
SSI - maza mēroga integrācija - vairāki tranzistori (<100)
MSI – Medikum Scale Integration - simtiem tranzistoru (< 1000)
LSI - liela mēroga integrācija - tūkstošiem tranzistoru (10 000–10 000)
VLSI - ļoti liela mēroga integrācija - no miljoniem līdz miljardiem (106 ~ 109)
Pamatojoties uz uzdevumu, IC tiek iedalītas trīs kategorijās: digitālais, analogais un jauktais signāls. Digitālās IC ir paredzētas darbam ar diskrētiem sprieguma līmeņiem un satur digitālus elementus, piemēram, flip-flops, multipleksorus, demultiplekseru kodētājus, dekodētājus un reģistrus. Digitālās IC parasti ir mikroprocesori, mikrokontrolleri, taimeri, Field Programmable Logic Arrays (FPGA) un atmiņas ierīces (RAM, ROM un Flash), savukārt analogās IC ir sensori, darbības pastiprinātāji un kompaktas jaudas pārvaldības shēmas. Analogie-digitālie pārveidotāji (ADC) un ciparu-analogie pārveidotāji izmanto gan analogos, gan digitālos elementus; tāpēc šie IC apstrādā gan diskrētas, gan nepārtrauktas sprieguma vērtības. Tā kā tiek apstrādāti abi signālu veidi, tie tiek nosaukti par jauktu IC.
IC ir iesaiņoti cietā ārējā apvalkā, kas izgatavots no izolācijas materiāla ar augstu siltumvadītspēju, un ķēdes kontaktu spailes (tapas) stiepjas no IC korpusa. Pamatojoties uz tapas konfigurāciju, ir pieejami daudzi IC iepakojuma veidi. Dual In-line Package (DIP), Plastic Quad Flat Pack (PQFP) un Flip-Chip Ball Grid Array (FCBGA) ir iepakojuma veidu piemēri.
Kāda ir atšķirība starp integrālo shēmu un mikroshēmu?
• Integrēto shēmu sauc arī par mikroshēmu, jo sejas IC ir komplektā, kas atgādina mikroshēmu.
• Integrēto shēmu komplekts, ko bieži dēvē par mikroshēmojumu, nevis IC komplektu.
