Το πρώτο ολοκληρωμένο κύκλωμα. Η ιστορία της εφεύρεσης του ολοκληρωμένου κυκλώματος. μείωση του κόστους εξοπλισμού

Εισαγωγή

Από την εμφάνιση των πρώτων υπολογιστών, οι προγραμματιστές λογισμικού ονειρεύτηκαν υλικό σχεδιασμένο για να λύσει ακριβώς το πρόβλημά τους. Ως εκ τούτου, η ιδέα της δημιουργίας ειδικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων που μπορούν να προσαρμοστούν ώστε να εκτελούν αποτελεσματικά μια συγκεκριμένη εργασία έχει εμφανιστεί εδώ και αρκετό καιρό. Υπάρχουν δύο δρόμοι ανάπτυξης εδώ:

• Η χρήση των λεγόμενων εξειδικευμένων προσαρμοσμένων ολοκληρωμένων κυκλωμάτων (ASIC - Application Specific Integrated Circuit). Όπως υποδηλώνει το όνομα, τέτοια τσιπ κατασκευάζονται από κατασκευαστές σκεύη, εξαρτήματαπροσαρμοσμένα για την αποτελεσματική εκτέλεση μιας συγκεκριμένης εργασίας ή μιας σειράς εργασιών. Δεν έχουν την ευελιξία των συμβατικών μικροκυκλωμάτων, αλλά επιλύουν τις εργασίες που τους έχουν ανατεθεί πολλές φορές πιο γρήγορα, μερικές φορές κατά τάξεις μεγέθους.
• Δημιουργία μικροκυκλωμάτων με επαναδιαμορφώσιμη αρχιτεκτονική. Η ιδέα είναι ότι τέτοια τσιπ φτάνουν στον προγραμματιστή ή τον χρήστη λογισμικού σε μη προγραμματισμένη κατάσταση και μπορεί να εφαρμόσει σε αυτά την αρχιτεκτονική που του ταιριάζει καλύτερα. Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στη διαδικασία σχηματισμού τους.

Με την πάροδο του χρόνου, εμφανίστηκε ένας μεγάλος αριθμός διαφορετικών τσιπ με επαναδιαμορφώσιμη αρχιτεκτονική (Εικ. 1).

Εικ. 1 Ποικιλία τσιπ με επαναδιαμορφώσιμη αρχιτεκτονική

Για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα, μόνο συσκευές PLD (Programmable Logic Device) υπήρχαν στην αγορά. Αυτή η κλάση περιλαμβάνει συσκευές που υλοποιούν τις απαραίτητες λειτουργίες για την επίλυση των εκχωρημένων προβλημάτων με τη μορφή ενός τέλειου διαχωρισμού κανονικό σχήμα(τέλειο DNF). Τα πρώτα που εμφανίστηκαν το 1970 ήταν τα τσιπ EEPROM, τα οποία ανήκουν ειδικά στην κατηγορία των συσκευών PLD. Κάθε κύκλωμα είχε μια σταθερή συστοιχία λογικών συναρτήσεων ΚΑΙ συνδεδεμένη με ένα προγραμματιζόμενο σύνολο λογικών συναρτήσεων OR. Για παράδειγμα, θεωρήστε ένα PROM με 3 εισόδους (a, b και c) και 3 εξόδους (w, x και y) (Εικ. 2).

Ρύζι. 2. Τσιπ PROM

Χρησιμοποιώντας έναν προκαθορισμένο πίνακα AND, υλοποιούνται όλοι οι πιθανοί σύνδεσμοι πάνω από μεταβλητές εισόδου, οι οποίοι στη συνέχεια μπορούν να συνδυαστούν αυθαίρετα χρησιμοποιώντας στοιχεία OR. Έτσι, στην έξοδο μπορείτε να εφαρμόσετε οποιαδήποτε συνάρτηση τριών μεταβλητών με τη μορφή ενός τέλειου DNF. Για παράδειγμα, εάν προγραμματίσετε εκείνα τα στοιχεία OR που είναι κυκλωμένα με κόκκινο χρώμα στο Σχήμα 2, τότε οι έξοδοι θα παράγουν τις συναρτήσεις w=a x=(a&b) ; y=(α&β)^γ.

Αρχικά, τα τσιπ PROM προορίζονταν να αποθηκεύουν οδηγίες προγράμματος και σταθερές τιμές, π.χ. για την εκτέλεση λειτουργιών μνήμης υπολογιστή. Ωστόσο, οι προγραμματιστές τα χρησιμοποιούν επίσης για την υλοποίηση απλών λογικών συναρτήσεων. Στην πραγματικότητα, το PROM του τσιπ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την υλοποίηση οποιουδήποτε λογικού μπλοκ, με την προϋπόθεση ότι έχει μικρό αριθμό εισόδων. Αυτή η συνθήκη προκύπτει από το γεγονός ότι στα μικροκυκλώματα EEPROM ο πίνακας των στοιχείων AND είναι αυστηρά καθορισμένος - όλοι οι πιθανοί σύνδεσμοι από τις εισόδους υλοποιούνται σε αυτό, δηλαδή ο αριθμός των στοιχείων AND είναι ίσος με 2 * 2 n, όπου n είναι το αριθμός εισόδων. Είναι σαφές ότι καθώς ο αριθμός n αυξάνεται, το μέγεθος του πίνακα μεγαλώνει πολύ γρήγορα.

Στη συνέχεια, το 1975, εμφανίστηκαν οι λεγόμενοι προγραμματιζόμενοι λογικοί πίνακες (PLM). Αποτελούν συνέχεια της ιδέας των PROM μικροκυκλωμάτων - τα PLM αποτελούνται επίσης από συστοιχίες AND και OR, ωστόσο, σε αντίθεση με τα PROM, και οι δύο συστοιχίες είναι προγραμματιζόμενες. Αυτό παρέχει μεγαλύτερη ευελιξία για τέτοια τσιπ, αλλά δεν ήταν ποτέ κοινά, επειδή τα σήματα χρειάζονται πολύ περισσότερο χρόνο για να ταξιδέψουν μέσω προγραμματιζόμενων συνδέσεων παρά μέσω των προκαθορισμένων αντίστοιχων.

Προκειμένου να λυθεί το πρόβλημα ταχύτητας που είναι εγγενές στα PLM, μια άλλη κατηγορία συσκευών που ονομάζεται προγραμματιζόμενη λογική διάταξης (PAL) εμφανίστηκε στα τέλη της δεκαετίας του 1970. Μια περαιτέρω ανάπτυξη της ιδέας των τσιπ PAL ήταν η εμφάνιση συσκευών GAL (Generic Array Logic) - πιο σύνθετες ποικιλίες PAL που χρησιμοποιούν τρανζίστορ CMOS. Η ιδέα που χρησιμοποιείται εδώ είναι ακριβώς η αντίθετη από την ιδέα των τσιπ PROM - ένας προγραμματιζόμενος πίνακας στοιχείων AND συνδέεται με έναν προκαθορισμένο πίνακα στοιχείων OR (Εικ. 3).

Ρύζι. 3. Μη προγραμματισμένη συσκευή PAL

Αυτό επιβάλλει έναν περιορισμό στη λειτουργικότητα, ωστόσο, τέτοιες συσκευές απαιτούν σημαντικά μικρότερες συστοιχίες από ό,τι στα τσιπ EPROM.

Μια λογική συνέχεια των απλών PLD ήταν η εμφάνιση των λεγόμενων πολύπλοκων PLD, αποτελούμενων από πολλά μπλοκ απλών PLD (συνήθως οι συσκευές PAL χρησιμοποιούνται ως απλά PLD), που ενώνονται με μια προγραμματιζόμενη μήτρα μεταγωγής. Εκτός από τα ίδια τα μπλοκ PLD, ήταν επίσης δυνατός ο προγραμματισμός των συνδέσεων μεταξύ τους χρησιμοποιώντας αυτόν τον πίνακα διακόπτη. Τα πρώτα σύνθετα PLD εμφανίστηκαν στα τέλη της δεκαετίας του '70 και στις αρχές της δεκαετίας του '80 του 20ου αιώνα, αλλά η κύρια ανάπτυξη αυτής της περιοχής σημειώθηκε το 1984, όταν η Altera εισήγαγε ένα σύνθετο PLD βασισμένο σε συνδυασμό τεχνολογιών CMOS και EPROM.

Η έλευση του FPGA

Στις αρχές της δεκαετίας του 1980, στο ψηφιακό περιβάλλον ASIC, άνοιξε ένα χάσμα μεταξύ των κύριων τύπων συσκευών. Από τη μια πλευρά, υπήρχαν PLD, τα οποία μπορούν να προγραμματιστούν για κάθε συγκεκριμένη εργασία και είναι αρκετά εύκολο να κατασκευαστούν, αλλά δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την υλοποίηση πολύπλοκων λειτουργιών. Από την άλλη πλευρά, υπάρχουν ASIC που μπορούν να υλοποιήσουν εξαιρετικά πολύπλοκες λειτουργίες, αλλά έχουν μια αυστηρά σταθερή αρχιτεκτονική και είναι χρονοβόρα και δαπανηρή στην κατασκευή. Χρειαζόταν μια ενδιάμεση σύνδεση και οι συσκευές FPGA (Field Programmable Gate Arrays) έγιναν μια τέτοια σύνδεση.

Τα FPGA, όπως τα PLD, είναι προγραμματιζόμενες συσκευές. Η κύρια θεμελιώδης διαφορά μεταξύ FPGA και PLD είναι ότι οι συναρτήσεις στο FPGA υλοποιούνται όχι χρησιμοποιώντας DNF, αλλά χρησιμοποιώντας προγραμματιζόμενους πίνακες αναζήτησης (LUT). Σε αυτούς τους πίνακες, οι τιμές συναρτήσεων καθορίζονται χρησιμοποιώντας έναν πίνακα αλήθειας, από τον οποίο επιλέγεται το απαιτούμενο αποτέλεσμα χρησιμοποιώντας έναν πολυπλέκτη (Εικ. 4):

Ρύζι. 4. Πίνακας αντιστοιχίας

Κάθε συσκευή FPGA αποτελείται από προγραμματιζόμενα λογικά μπλοκ (Configurable Logic Blocks - CLBs), τα οποία διασυνδέονται με συνδέσεις που είναι επίσης προγραμματιζόμενες. Κάθε τέτοιο μπλοκ προορίζεται για τον προγραμματισμό μιας συγκεκριμένης λειτουργίας ή μέρους της, αλλά μπορεί να χρησιμοποιηθεί για άλλους σκοπούς, για παράδειγμα, ως μνήμη.

Στις πρώτες συσκευές FPGA, που αναπτύχθηκαν στα μέσα της δεκαετίας του '80, το λογικό μπλοκ ήταν πολύ απλό και περιείχε ένα LUT 3 εισόδων, ένα flip-flop και έναν μικρό αριθμό βοηθητικών στοιχείων. Οι σύγχρονες συσκευές FPGA είναι πολύ πιο περίπλοκες: κάθε μπλοκ CLB αποτελείται από 1-4 «φέτες», καθεμία από τις οποίες περιέχει πολλούς πίνακες LUT (συνήθως 6 εισόδων), αρκετούς ενεργοποιητές και μεγάλο αριθμό στοιχείων υπηρεσίας. Ακολουθεί ένα παράδειγμα μιας σύγχρονης "φέτας":

Ρύζι. 5. Η συσκευή ενός μοντέρνου «κοψίματος»

συμπέρασμα

Εφόσον οι συσκευές PLD δεν μπορούν να υλοποιήσουν σύνθετες λειτουργίες, συνεχίζουν να χρησιμοποιούνται για την υλοποίηση απλών συναρτήσεων φορητές συσκευέςκαι επικοινωνιών, ενώ συσκευές FPGA κυμαίνονται από 1000 μεγέθη πύλης (το πρώτο FPGA που αναπτύχθηκε το 1985) αυτή τη στιγμήξεπέρασε το όριο των 10 εκατομμυρίων πύλης (οικογένεια Virtex-6). Αναπτύσσονται ενεργά και ήδη αντικαθιστούν τα τσιπ ASIC, επιτρέποντας την υλοποίηση μιας ποικιλίας εξαιρετικά πολύπλοκων λειτουργιών χωρίς να χάνεται η δυνατότητα επαναπρογραμματισμού.

Η εφαρμογή αυτών των προτάσεων εκείνα τα χρόνια δεν μπορούσε να πραγματοποιηθεί λόγω ανεπαρκούς ανάπτυξης της τεχνολογίας.

Στα τέλη του 1958 και το πρώτο εξάμηνο του 1959, έγινε μια σημαντική ανακάλυψη στη βιομηχανία ημιαγωγών. Τρεις άνδρες, που εκπροσωπούσαν τρεις ιδιωτικές αμερικανικές εταιρείες, έλυσαν τρία θεμελιώδη προβλήματα που εμπόδιζαν τη δημιουργία ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Τζακ Κίλμπι από Texas Instrumentsκατοχύρωσε την αρχή του συνδυασμού, δημιούργησε τα πρώτα, ατελή, πρωτότυπα IP και τα έφερε στη μαζική παραγωγή. Kurt Lehovec από Sprague Electric Companyεπινόησε μια μέθοδο για την ηλεκτρική μόνωση εξαρτημάτων που σχηματίζονται σε ένα μόνο τσιπ ημιαγωγού (μόνωση διασταύρωσης p-n). Απομόνωση διασταύρωσης P–n)). Robert Noyce από Fairchild Semiconductorεπινόησε έναν τρόπο ηλεκτρική σύνδεσηεξαρτήματα IC (μεταλλοποίηση αλουμινίου) και πρότεινε μια βελτιωμένη έκδοση μόνωσης εξαρτημάτων βασισμένη στην τελευταία επίπεδη τεχνολογία της Jean Herni. Jean Hoerni). Στις 27 Σεπτεμβρίου 1960, το συγκρότημα του Jay Last Τζέι Λαστ) δημιουργήθηκε στο Fairchild Semiconductorτο πρώτο που λειτουργεί ημιαγωγός IP βασισμένη στις ιδέες των Noyce και Ernie. Texas Instruments, που κατείχε το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την εφεύρεση του Kilby, εξαπέλυσε ενάντια σε ανταγωνιστές πόλεμος διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας, η οποία έληξε το 1966 με μια παγκόσμια συμφωνία για τις τεχνολογίες πολλαπλής αδειοδότησης.

Τα πρώιμα λογικά IC της αναφερόμενης σειράς κατασκευάστηκαν κυριολεκτικά από πρότυποεξαρτήματα των οποίων τα μεγέθη και οι διαμορφώσεις έχουν καθοριστεί τεχνολογική διαδικασία. Οι σχεδιαστές κυκλωμάτων που σχεδίασαν λογικά IC μιας συγκεκριμένης οικογένειας λειτουργούσαν με τις ίδιες τυπικές διόδους και τρανζίστορ. Το 1961-1962 ο κορυφαίος προγραμματιστής έσπασε το πρότυπο σχεδιασμού ΣυλβανίαΟ Tom Longo, για πρώτη φορά χρησιμοποιεί διαφορετικά IC σε ένα διαμορφώσεις τρανζίστορ ανάλογα με τις λειτουργίες τους στο κύκλωμα. Στα τέλη του 1962 Συλβανίαλάνσαρε την πρώτη οικογένεια λογικής τρανζίστορ-τρανζίστορ (TTL) που αναπτύχθηκε από τη Longo - ιστορικά τον πρώτο τύπο ολοκληρωμένης λογικής που κατάφερε να αποκτήσει μακροπρόθεσμη βάση στην αγορά. Στα αναλογικά κυκλώματα, μια σημαντική ανακάλυψη αυτού του επιπέδου έγινε το 1964-1965 από τον κατασκευαστή λειτουργικών ενισχυτών Fairchild Bob Widlar.

Το πρώτο οικιακό μικροκύκλωμα δημιουργήθηκε το 1961 στο TRTI (Taganrog Radio Engineering Institute) υπό την ηγεσία του L. N. Kolesov. Αυτή η εκδήλωση τράβηξε την προσοχή της επιστημονικής κοινότητας της χώρας και η TRTI εγκρίθηκε ως ηγέτης στο σύστημα του Υπουργείου Τριτοβάθμιας Εκπαίδευσης για το πρόβλημα της δημιουργίας εξαιρετικά αξιόπιστου μικροηλεκτρονικού εξοπλισμού και της αυτοματοποίησης της παραγωγής του. Ο ίδιος ο L.N. Kolesov διορίστηκε Πρόεδρος του Συντονιστικού Συμβουλίου για αυτό το πρόβλημα.

Το πρώτο υβριδικό παχύ φιλμ στην ΕΣΣΔ ενσωματωμένο κύκλωμα(σειρά 201 "Trail") αναπτύχθηκε το 1963-65 στο Ερευνητικό Ινστιτούτο Τεχνολογίας Ακριβείας ("Angstrem"), μαζικής παραγωγής από το 1965. Στην ανάπτυξη συμμετείχαν ειδικοί από το NIEM (τώρα το Ινστιτούτο Ερευνών Argon).

Το πρώτο ολοκληρωμένο κύκλωμα ημιαγωγών στην ΕΣΣΔ δημιουργήθηκε με βάση την επίπεδη τεχνολογία, που αναπτύχθηκε στις αρχές του 1960 στο NII-35 (τότε μετονομάστηκε σε Ινστιτούτο Έρευνας Pulsar) από μια ομάδα που αργότερα μεταφέρθηκε στο NIIME ("Mikron"). Η δημιουργία του πρώτου εγχώριου ολοκληρωμένου κυκλώματος πυριτίου επικεντρώθηκε στην ανάπτυξη και παραγωγή με στρατιωτική αποδοχή της σειράς ολοκληρωμένων κυκλωμάτων πυριτίου TS-100 (37 στοιχεία - το ισοδύναμο της πολυπλοκότητας κυκλώματος ενός flip-flop, ένα ανάλογο του αμερικανικού Σειρά IC SN-51 εταιρείες Texas Instruments). Δείγματα πρωτοτύπων και δείγματα παραγωγής ολοκληρωμένων κυκλωμάτων πυριτίου για αναπαραγωγή ελήφθησαν από τις ΗΠΑ. Οι εργασίες πραγματοποιήθηκαν στο NII-35 (διευθυντής Trutko) και στο εργοστάσιο ημιαγωγών Fryazino (διευθυντής Kolmogorov) για μια αμυντική εντολή για χρήση σε ένα αυτόνομο υψόμετρο για ένα σύστημα καθοδήγησης βαλλιστικών πυραύλων. Η ανάπτυξη περιελάμβανε έξι τυπικά ολοκληρωμένα επίπεδα κυκλώματα πυριτίου της σειράς TS-100 και, με την οργάνωση της πιλοτικής παραγωγής, διήρκεσε τρία χρόνια στο NII-35 (από το 1962 έως το 1965). Χρειάστηκαν άλλα δύο χρόνια για να αναπτυχθεί η εργοστασιακή παραγωγή με στρατιωτική αποδοχή στο Φρυαζίνο (1967).

Παράλληλα, οι εργασίες για την ανάπτυξη ενός ολοκληρωμένου κυκλώματος πραγματοποιήθηκαν στο κεντρικό γραφείο σχεδιασμού στο εργοστάσιο συσκευών ημιαγωγών Voronezh (τώρα -). Το 1965, κατά τη διάρκεια επίσκεψης στο VZPP από τον Υπουργό Ηλεκτρονικής Βιομηχανίας A.I. Shokin, το εργοστάσιο έλαβε εντολή να πραγματοποιήσει ερευνητικές εργασίες για τη δημιουργία ενός μονολιθικού κυκλώματος πυριτίου - R&D "Titan" (Υπουργικό Διάταγμα Νο. 92 με ημερομηνία 16 Αυγούστου, 1965), το οποίο ολοκληρώθηκε πριν από το χρονοδιάγραμμα που ολοκληρώθηκε μέχρι το τέλος του έτους. Το θέμα υποβλήθηκε επιτυχώς στην Κρατική Επιτροπή και μια σειρά από 104 λογικά μικροκυκλώματα διόδου-τρανζίστορ έγινε το πρώτο σταθερό επίτευγμα στον τομέα της μικροηλεκτρονικής στερεάς κατάστασης, το οποίο αντικατοπτρίστηκε στη διαταγή βουλευτή αριθ. 403 της 30ης Δεκεμβρίου 1965.

Επίπεδα σχεδίασης

Επί του παρόντος (2014), τα περισσότερα ολοκληρωμένα κυκλώματα σχεδιάζονται χρησιμοποιώντας εξειδικευμένα συστήματα CAD, τα οποία καθιστούν δυνατή την αυτοματοποίηση και τη σημαντική επιτάχυνση των διαδικασιών παραγωγής, για παράδειγμα, τη λήψη τοπολογικών φωτομάσκας.

Ταξινόμηση

Βαθμός ένταξης

Ανάλογα με το βαθμό ολοκλήρωσης, χρησιμοποιούνται τα ακόλουθα ονόματα ολοκληρωμένων κυκλωμάτων:

• μικρό ολοκληρωμένο κύκλωμα (MIS) - έως 100 στοιχεία ανά τσιπ,
• μεσαίο ολοκληρωμένο κύκλωμα (SIS) - έως 1000 στοιχεία ανά τσιπ,
• μεγάλο ολοκληρωμένο κύκλωμα (LSI) - έως 10 χιλιάδες στοιχεία ανά τσιπ,
• ολοκληρωμένο κύκλωμα εξαιρετικά μεγάλης κλίμακας (VLSI) - περισσότερα από 10 χιλιάδες στοιχεία σε έναν κρύσταλλο.

Προηγουμένως, χρησιμοποιήθηκαν επίσης ξεπερασμένα ονόματα: ολοκληρωμένο κύκλωμα εξαιρετικά μεγάλης κλίμακας (ULSI) - από 1-10 εκατομμύρια έως 1 δισεκατομμύριο στοιχεία σε ένα κρύσταλλο και, μερικές φορές, ολοκληρωμένο κύκλωμα μεγάλης κλίμακας giga (GBIC) - περισσότερα από 1 δισεκατομμύρια στοιχεία σε έναν κρύσταλλο. Επί του παρόντος, τη δεκαετία του 2010, τα ονόματα "UBIS" και "GBIS" πρακτικά δεν χρησιμοποιούνται και όλα τα μικροκυκλώματα με περισσότερα από 10 χιλιάδες στοιχεία ταξινομούνται ως VLSI.

Τεχνολογία κατασκευής

Υβριδικό μικροσυγκρότημα STK403-090, αφαιρεθεί από τη θήκη

• Τσιπ ημιαγωγών - όλα τα στοιχεία και οι συνδέσεις μεταξύ των στοιχείων γίνονται σε έναν κρύσταλλο ημιαγωγών (για παράδειγμα, πυρίτιο, γερμάνιο, αρσενίδιο του γαλλίου).

• Ολοκληρωμένο κύκλωμα φιλμ - όλα τα στοιχεία και οι συνδέσεις μεταξύ στοιχείων γίνονται με τη μορφή φιλμ:
  • παχύ φιλμ ολοκληρωμένο κύκλωμα?
  • ολοκληρωμένο κύκλωμα λεπτής μεμβράνης.
• Υβριδικό τσιπ (συχνά αποκαλούμενο μικροσυναρμολόγηση), περιέχει πολλές διόδους, τρανζίστορ και/ή άλλα ηλεκτρονικά ενεργά εξαρτήματα. Το μικροσυγκρότημα μπορεί επίσης να περιλαμβάνει μη συσκευασμένα ολοκληρωμένα κυκλώματα. Τα εξαρτήματα παθητικής μικροσυναρμολόγησης (αντιστάσεις, πυκνωτές, επαγωγείς) κατασκευάζονται συνήθως χρησιμοποιώντας τεχνολογίες λεπτής μεμβράνης ή παχιάς μεμβράνης σε ένα κοινό, συνήθως κεραμικό, υβριδικό υπόστρωμα τσιπ. Ολόκληρο το υπόστρωμα με εξαρτήματα τοποθετείται σε ένα ενιαίο σφραγισμένο περίβλημα.
• Μικτό μικροκύκλωμα - εκτός από τον κρύσταλλο ημιαγωγών, περιέχει παθητικά στοιχεία λεπτής μεμβράνης (χοντρό φιλμ) που βρίσκονται στην επιφάνεια του κρυστάλλου.

Τύπος επεξεργασμένου σήματος

• Αναλογικό-ψηφιακό.

Τεχνολογίες παραγωγής

Τύποι λογικής

Το κύριο στοιχείο των αναλογικών μικροκυκλωμάτων είναι τα τρανζίστορ (διπολικά ή πεδίου). Η διαφορά στην τεχνολογία κατασκευής τρανζίστορ επηρεάζει σημαντικά τα χαρακτηριστικά των μικροκυκλωμάτων. Επομένως, η τεχνολογία κατασκευής υποδεικνύεται συχνά στην περιγραφή του μικροκυκλώματος για να τονιστεί γενικά χαρακτηριστικάιδιότητες και δυνατότητες του μικροκυκλώματος. ΣΕ σύγχρονες τεχνολογίεςσυνδυάζουν διπολικά και τρανζίστορ εφέ πεδίουγια την επίτευξη βελτιωμένης απόδοσης των μικροκυκλωμάτων.

• Τα μικροκυκλώματα που βασίζονται σε μονοπολικά τρανζίστορ (επίδρασης πεδίου) είναι τα πιο οικονομικά (όσον αφορά την κατανάλωση ρεύματος):
  • Λογική MOS (λογική μετάλλου-οξειδίου-ημιαγωγού) - τα μικροκυκλώματα σχηματίζονται από τρανζίστορ πεδίου n-MOS ή Π-Τύπος MOS;
  • Λογική CMOS (συμπληρωματική λογική MOS) - το καθένα στοιχείο λογικήςΤο μικροκύκλωμα αποτελείται από ένα ζεύγος συμπληρωματικών (συμπληρωματικών) τρανζίστορ πεδίου ( n-MOS και Π-ΣΦΟΥΓΓΑΡΙΣΤΡΑ).
• Μικροκυκλώματα βασισμένα σε διπολικά τρανζίστορ:
  • RTL - λογική αντίστασης-τρανζίστορ (απαρχαιωμένη, αντικαταστάθηκε από TTL).
  • DTL - λογική διόδου-τρανζίστορ (απαρχαιωμένη, αντικαταστάθηκε από TTL).
  • TTL - λογική τρανζίστορ-τρανζίστορ - τα μικροκυκλώματα είναι κατασκευασμένα από διπολικά τρανζίστορ με τρανζίστορ πολλαπλών εκπομπών στην είσοδο.
  • TTLSh - λογική τρανζίστορ-τρανζίστορ με διόδους Schottky - ένα βελτιωμένο TTL που χρησιμοποιεί διπολικά τρανζίστορ με το φαινόμενο Schottky.
  • ECL - λογική σύζευξης πομπού - σε διπολικά τρανζίστορ, ο τρόπος λειτουργίας των οποίων επιλέγεται έτσι ώστε να μην εισέρχονται στη λειτουργία κορεσμού - γεγονός που αυξάνει σημαντικά την απόδοση.
  • IIL - ολοκληρωμένη λογική έγχυσης.
• Μικροκυκλώματα που χρησιμοποιούν τόσο τρανζίστορ πεδίου όσο και διπολικά:

Χρησιμοποιώντας τον ίδιο τύπο τρανζίστορ, τα τσιπ μπορούν να δημιουργηθούν χρησιμοποιώντας διαφορετικές μεθοδολογίες, όπως στατικές ή δυναμικές.

Οι τεχνολογίες CMOS και TTL (TTLS) είναι τα πιο κοινά λογικά τσιπ. Όπου είναι απαραίτητο να εξοικονομηθεί η τρέχουσα κατανάλωση, χρησιμοποιείται η τεχνολογία CMOS, όπου η ταχύτητα είναι πιο σημαντική και δεν απαιτείται εξοικονόμηση ενέργειας στην κατανάλωση, χρησιμοποιείται η τεχνολογία TTL. Το αδύνατο σημείο των μικροκυκλωμάτων CMOS είναι η ευπάθειά τους στον στατικό ηλεκτρισμό - απλώς αγγίξτε την έξοδο του μικροκυκλώματος με το χέρι σας και η ακεραιότητά του δεν είναι πλέον εγγυημένη. Με την ανάπτυξη των τεχνολογιών TTL και CMOS, οι παράμετροι των μικροκυκλωμάτων πλησιάζουν και, ως αποτέλεσμα, για παράδειγμα, η σειρά μικροκυκλωμάτων 1564 κατασκευάζεται με τεχνολογία CMOS και η λειτουργικότητα και η τοποθέτηση στη θήκη είναι παρόμοια με την τεχνολογία TTL.

Τα μικροκυκλώματα που κατασκευάζονται με τεχνολογία ESL είναι τα πιο γρήγορα, αλλά και τα πιο ενεργοβόρα και χρησιμοποιήθηκαν στην παραγωγή τεχνολογία υπολογιστώνσε περιπτώσεις που η πιο σημαντική παράμετρος ήταν η ταχύτητα υπολογισμού. Στην ΕΣΣΔ, οι πιο παραγωγικοί υπολογιστές του τύπου ES106x κατασκευάζονταν σε μικροκυκλώματα ESL. Σήμερα αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται σπάνια.

Τεχνολογική διαδικασία

Στην κατασκευή μικροκυκλωμάτων χρησιμοποιείται η μέθοδος της φωτολιθογραφίας (προβολή, επαφή κ.λπ.), κατά την οποία το κύκλωμα σχηματίζεται σε υπόστρωμα (συνήθως πυρίτιο) που λαμβάνεται με την κοπή μονοκρυστάλλων πυριτίου με δίσκους διαμαντιών σε λεπτές γκοφρέτες. Λόγω των μικρών γραμμικών διαστάσεων των στοιχείων μικροκυκλώματος, η χρήση ορατού φωτός και ακόμη και κοντά στην υπεριώδη ακτινοβολία για φωτισμό εγκαταλείφθηκε.

Οι ακόλουθοι επεξεργαστές κατασκευάστηκαν χρησιμοποιώντας υπεριώδες φως (ArF excimer laser, μήκος κύματος 193 nm). Κατά μέσο όρο, οι ηγέτες της βιομηχανίας εισήγαγαν νέες τεχνολογικές διαδικασίες σύμφωνα με το σχέδιο ITRS κάθε 2 χρόνια, διπλασιάζοντας τον αριθμό των τρανζίστορ ανά μονάδα επιφάνειας: 45 nm (2007), 32 nm (2009), 22 nm (2011), ξεκίνησε η παραγωγή 14 nm το 2014, η ανάπτυξη διεργασιών 10 nm αναμένεται γύρω στο 2018.

Το 2015, υπήρχαν εκτιμήσεις ότι η εισαγωγή νέων τεχνολογικών διαδικασιών θα επιβραδύνει.

Ελεγχος ποιότητας

Για τον έλεγχο της ποιότητας των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, χρησιμοποιούνται ευρέως οι λεγόμενες δοκιμαστικές δομές.

Σκοπός

Ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα μπορεί να έχει πλήρη, όσο περίπλοκη κι αν είναι, λειτουργικότητα - έως και έναν ολόκληρο μικροϋπολογιστή (μικροϋπολογιστής ενός τσιπ).

Αναλογικά κυκλώματα

Αναλογικό ενσωματωμένο (μικρο)σχέδιο (AIS, ΣΤΟΧΟΙ) - ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα του οποίου τα σήματα εισόδου και εξόδου ποικίλλουν σύμφωνα με το νόμο μιας συνεχούς λειτουργίας (δηλαδή, είναι αναλογικά σήματα).

Ένα εργαστηριακό πρωτότυπο ενός αναλογικού IC δημιουργήθηκε από την Texas Instruments στις ΗΠΑ το 1958. Ήταν μια γεννήτρια αλλαγής φάσης. Το 1962 εμφανίστηκε η πρώτη σειρά αναλογικών μικροκυκλωμάτων - SN52. Περιείχε έναν ενισχυτή χαμηλής συχνότητας χαμηλής ισχύος, έναν λειτουργικό ενισχυτή και έναν ενισχυτή βίντεο.

Στην ΕΣΣΔ, μια μεγάλη γκάμα αναλογικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων αποκτήθηκε μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του 1970. Η χρήση τους κατέστησε δυνατή την αύξηση της αξιοπιστίας των συσκευών, την απλοποίηση της ρύθμισης του εξοπλισμού και συχνά την εξάλειψη της ανάγκης Συντήρησηκατά τη λειτουργία.

Ακολουθεί μια μερική λίστα συσκευών των οποίων οι λειτουργίες μπορούν να εκτελεστούν από αναλογικά IC. Συχνά ένα μικροκύκλωμα αντικαθιστά πολλά από αυτά ταυτόχρονα (για παράδειγμα, το K174XA42 περιέχει όλα τα εξαρτήματα ενός υπερετερόδυνου ραδιοφωνικού δέκτη FM).

• Φίλτρα (συμπεριλαμβανομένου του πιεζοηλεκτρικού φαινομένου).
• Αναλογικοί πολλαπλασιαστές.
• Αναλογικοί εξασθενητές και μεταβλητοί ενισχυτές.
• Σταθεροποιητές τροφοδοσίας: σταθεροποιητές τάσης και ρεύματος.
• Μικροκυκλώματα ελέγχου τροφοδοσίας εναλλαγής.
• Μετατροπείς σημάτων.
• Διάφοροι αισθητήρες.

Τα αναλογικά μικροκυκλώματα χρησιμοποιούνται σε εξοπλισμό ενίσχυσης και αναπαραγωγής ήχου, συσκευές εγγραφής βίντεο, τηλεοράσεις, εξοπλισμό επικοινωνιών, όργανα μέτρησης, αναλογικούς υπολογιστές κ.λπ.

Σε αναλογικούς υπολογιστές

• Λειτουργικοί ενισχυτές (LM101, μA741).

Σε τροφοδοτικά

Τσιπ σταθεροποιητή τάσης KR1170EN8

• Γραμμικοί σταθεροποιητές τάσης (KR1170EN12, LM317).
• Σταθεροποιητές τάσης μεταγωγής (LM2596, LM2663).

Σε βιντεοκάμερες και κάμερες

• Πίνακες CCD (ICX404AL).
• Συστοιχίες CCD (MLX90255BA).

Σε εξοπλισμό ενίσχυσης ήχου και αναπαραγωγής ήχου

• Ενισχυτές ισχύος συχνότητας ήχου (LA4420, K174UN5, K174UN7).
• Διπλό UMZCH για στερεοφωνικό εξοπλισμό (TDA2004, K174UN15, K174UN18).
• Διάφοροι ρυθμιστές (K174UN10 - UMZCH δύο καναλιών με ηλεκτρονική ρύθμιση της απόκρισης συχνότητας, K174UN12 - έλεγχος έντασης και ισορροπίας δύο καναλιών).

Στα όργανα μέτρησης Σε συσκευές εκπομπής και λήψης ραδιοφώνου

• Ανιχνευτές σήματος AM (K175DA1).
• Ανιχνευτές σήματος FM (K174UR7).
• Μίξερ (K174PS1).
• Ενισχυτές υψηλής συχνότητας (K157ХА1).
• Ενισχυτές ενδιάμεσων συχνοτήτων (K157ХА2, K171UR1).
• Ραδιοφωνικοί δέκτες ενός τσιπ (K174ХА10).

Στις τηλεοράσεις

• Στο ραδιοφωνικό κανάλι (K174UR8 - ενισχυτής με AGC, ανιχνευτής εικόνας και ήχου IF, K174UR2 - ενισχυτής τάσης εικόνας IF, σύγχρονος ανιχνευτής, προενισχυτήςσήμα βίντεο, σύστημα αυτόματου ελέγχου απολαβής κλειδιού).
• Στο κανάλι χρωματικότητας (K174AF5 - διαμορφωτής χρώματος σήματα R-, G-, B, K174HA8 - ηλεκτρονικός διακόπτης, ενισχυτής-περιοριστής και αποδιαμορφωτής σημάτων πληροφοριών χρώματος).
• Σε μονάδες σάρωσης (K174GL1 - γεννήτρια σάρωσης πλαισίου).
• Σε κυκλώματα μεταγωγής, συγχρονισμού, διόρθωσης και ελέγχου (K174AF1 - επιλογέας σήματος συγχρονισμού πλάτους, γεννήτρια παλμών οριζόντιας συχνότητας, μονάδα αυτόματης ρύθμισης συχνότητας και φάσης του σήματος, οριζόντια κύρια γεννήτρια παλμών, K174UP1 - ενισχυτής σήματος φωτεινότητας, ηλεκτρονικός ρυθμιστήςταλάντευση σήματος εξόδου και στάθμη μαύρου).

Παραγωγή

Η μετάβαση σε μεγέθη υπομικρών ενσωματωμένων στοιχείων περιπλέκει τον σχεδιασμό του AIMS. Για παράδειγμα, τα τρανζίστορ MOS με μικρό μήκος πύλης έχουν μια σειρά από χαρακτηριστικά που περιορίζουν τη χρήση τους σε αναλογικά μπλοκ: υψηλό επίπεδο θορύβου τρεμούλιασης χαμηλής συχνότητας. μια ισχυρή εξάπλωση της τάσης κατωφλίου και της κλίσης, που οδηγεί στην εμφάνιση μιας μεγάλης τάσης πόλωσης διαφορικών και λειτουργικών ενισχυτών. χαμηλή τιμή αντίστασης μικρού σήματος εξόδου και κέρδος καταρρακτών με ενεργό φορτίο. χαμηλή τάση διάσπασης των κόμβων p-n και διάκενο πηγής αποστράγγισης, που προκαλεί μείωση της τάσης τροφοδοσίας και μείωση δυναμικό εύρος.

Επί του παρόντος, τα αναλογικά μικροκυκλώματα παράγονται από πολλές εταιρείες: Analog Devices, Analog Microelectronics, Maxim Integrated Products, National Semiconductor, Texas Instruments κ.λπ.

Ψηφιακά κυκλώματα

Ψηφιακό ολοκληρωμένο κύκλωμα(ψηφιακό μικροκύκλωμα) είναι ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα σχεδιασμένο να μετατρέπει και να επεξεργάζεται σήματα που αλλάζουν σύμφωνα με το νόμο μιας διακριτής συνάρτησης.

Τα ψηφιακά ολοκληρωμένα κυκλώματα βασίζονται σε διακόπτες τρανζίστορ που μπορούν να βρίσκονται σε δύο σταθερές καταστάσεις: ανοιχτό και κλειστό. Η χρήση διακοπτών τρανζίστορ καθιστά δυνατή τη δημιουργία διαφόρων λογικών, ενεργειών και άλλων ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Τα ψηφιακά ολοκληρωμένα κυκλώματα χρησιμοποιούνται σε διακριτές συσκευές επεξεργασίας πληροφοριών ηλεκτρονικών υπολογιστών (υπολογιστές), συστημάτων αυτοματισμού κ.λπ.

• Μετατροπείς buffer
• (Μικρο)επεξεργαστές (συμπεριλαμβανομένων των CPU για υπολογιστές)
• Τσιπ και μονάδες μνήμης
• FPGA (προγραμματιζόμενα λογικά ολοκληρωμένα κυκλώματα)

Τα ψηφιακά ολοκληρωμένα κυκλώματα έχουν πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τα αναλογικά:

• Μειωμένη κατανάλωση ρεύματοςσχετίζεται με τη χρήση παλμικών ηλεκτρικών σημάτων στα ψηφιακά ηλεκτρονικά. Κατά τη λήψη και τη μετατροπή τέτοιων σημάτων, τα ενεργά στοιχεία των ηλεκτρονικών συσκευών (τρανζίστορ) λειτουργούν στη λειτουργία "κλειδί", δηλαδή, το τρανζίστορ είναι είτε "ανοιχτό" - που αντιστοιχεί σε σήμα υψηλού επιπέδου (1), είτε "κλειστό". ” - (0), στην πρώτη περίπτωση στο Δεν υπάρχει πτώση τάσης στο τρανζίστορ, στη δεύτερη δεν ρέει ρεύμα μέσα από αυτό. Και στις δύο περιπτώσεις, η κατανάλωση ρεύματος είναι κοντά στο 0, σε αντίθεση με τις αναλογικές συσκευές, στις οποίες τις περισσότερες φορές τα τρανζίστορ βρίσκονται σε ενδιάμεση (ενεργή) κατάσταση.
• Υψηλή ανοσία θορύβουΟι ψηφιακές συσκευές σχετίζονται με μεγάλη διαφορά μεταξύ σημάτων υψηλών (για παράδειγμα, 2,5-5 V) και χαμηλού (0-0,5 V) επιπέδου. Ένα σφάλμα κατάστασης είναι δυνατό σε τέτοιο επίπεδο παρεμβολής που ένα υψηλό επίπεδο ερμηνεύεται ως χαμηλό επίπεδο και αντίστροφα, κάτι που είναι απίθανο. Εξάλλου, σε ψηφιακές συσκευέςΕίναι δυνατή η χρήση ειδικών κωδικών για τη διόρθωση σφαλμάτων.
• Η μεγάλη διαφορά στα επίπεδα των καταστάσεων σήματος υψηλού και χαμηλού επιπέδου (λογικά "0" και "1") και ένα αρκετά μεγάλο εύρος επιτρεπόμενων αλλαγών καθιστά την ψηφιακή τεχνολογία αναίσθητη στην αναπόφευκτη διασπορά των παραμέτρων στοιχείων στην ολοκληρωμένη τεχνολογία, εξαλείφει την ανάγκη επιλογής εξαρτημάτων και διαμόρφωσης στοιχείων προσαρμογής σε ψηφιακές συσκευές.

Αναλογικά-ψηφιακά κυκλώματα

Αναλογικό-ψηφιακό ολοκληρωμένο κύκλωμα(μικροκύκλωμα αναλογικού σε ψηφιακό) - ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα σχεδιασμένο να μετατρέπει σήματα που ποικίλλουν σύμφωνα με το νόμο μιας διακριτής συνάρτησης σε σήματα που ποικίλλουν σύμφωνα με το νόμο μιας συνεχούς λειτουργίας και αντίστροφα.

Συχνά, ένα τσιπ εκτελεί τις λειτουργίες πολλών συσκευών ταυτόχρονα (για παράδειγμα, τα ADC διαδοχικής προσέγγισης περιέχουν ένα DAC, έτσι ώστε να μπορούν να εκτελούν αμφίδρομες μετατροπές). Λίστα συσκευών (ημιτελής) των οποίων οι λειτουργίες μπορούν να εκτελεστούν από αναλογικό σε ψηφιακό IC:

• μετατροπείς ψηφιακού σε αναλογικό (DAC) και μετατροπείς αναλογικού σε ψηφιακό (ADC).
• αναλογικοί πολυπλέκτης (ενώ οι ψηφιακοί (απο)πολυπλέκτης είναι αμιγώς ψηφιακά IC, οι αναλογικοί πολυπλέκτης περιέχουν ψηφιακά λογικά στοιχεία (συνήθως αποκωδικοποιητή) και μπορεί να περιέχουν αναλογικά κυκλώματα).
• πομποδέκτες (για παράδειγμα, πομποδέκτης διασύνδεσης δικτύου Ethernet);
• διαμορφωτές και αποδιαμορφωτές.
  • Μόντεμ ραδιοφώνου.
  • teletext, αποκωδικοποιητές ραδιοφώνου VHF.
  • Γρήγορο Ethernet και πομποδέκτες οπτικής γραμμής.
  • Πληκτρολόγησημόντεμ?
  • ψηφιακοί δέκτες τηλεόρασης.
  • οπτικός αισθητήρας ποντικιού υπολογιστή.
• μικροκυκλώματα τροφοδοσίας για ηλεκτρονικές συσκευές - σταθεροποιητές, μετατροπείς τάσης, διακόπτες ισχύος κ.λπ.
• ψηφιακοί εξασθενητές?
• Κυκλώματα με κλειδωμένο βρόχο φάσης (PLL).
• γεννήτριες και αποκαταστάτες συχνότητας συγχρονισμού ρολογιού.
• βασικοί κρύσταλλοι μήτρας (BMC): περιέχει αναλογικά και ψηφιακά κυκλώματα.

Σειρά τσιπ

Τα αναλογικά και τα ψηφιακά μικροκυκλώματα παράγονται σε σειρά. Μια σειρά είναι μια ομάδα μικροκυκλωμάτων που έχουν ενιαίο σχεδιασμό και τεχνολογικό σχεδιασμό και προορίζονται για κοινή χρήση. Τα μικροκυκλώματα της ίδιας σειράς, κατά κανόνα, έχουν τις ίδιες τάσεις τροφοδοσίας και ταιριάζουν ως προς τις αντιστάσεις εισόδου και εξόδου και τα επίπεδα σήματος.

Κατοικίες

Πακέτα IC για επιφανειακή βάση

Μικροσυναρμολόγηση με μικροκύκλωμα ανοιχτού πλαισίου συγκολλημένο σε πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος

Συγκεκριμένα ονόματα

Παγκόσμια αγορά

Το 2017, η παγκόσμια αγορά ολοκληρωμένων κυκλωμάτων αποτιμήθηκε στα 700 δισεκατομμύρια δολάρια.

Στις 12 Σεπτεμβρίου 1958, ο υπάλληλος της Texas Instruments (TI) Jack Kilby έδειξε στη διοίκηση μια παράξενη συσκευή - μια συσκευή κατασκευασμένη από δύο κομμάτια πυριτίου διαστάσεων 11,1 x 1,6 mm κολλημένα με κερί μέλισσας σε γυάλινο υπόστρωμα. Ήταν μια τρισδιάστατη μακέτα - ένα πρωτότυπο ενός ολοκληρωμένου κυκλώματος (IC) μιας γεννήτριας, που αποδεικνύει τη δυνατότητα κατασκευής όλων των στοιχείων κυκλώματος με βάση ένα υλικό ημιαγωγών. Αυτή η ημερομηνία γιορτάζεται στην ιστορία των ηλεκτρονικών ως τα γενέθλια των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων.

Τα ολοκληρωμένα κυκλώματα (τσιπ, IC) περιλαμβάνουν ηλεκτρονικές συσκευέςποικίλης πολυπλοκότητας, στην οποία όλα τα παρόμοια στοιχεία κατασκευάζονται ταυτόχρονα σε έναν μόνο τεχνολογικό κύκλο, δηλ. χρησιμοποιώντας ολοκληρωμένη τεχνολογία. Διαφορετικός πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων(στην οποία όλοι οι αγωγοί σύνδεσης κατασκευάζονται ταυτόχρονα σε έναν μόνο κύκλο χρησιμοποιώντας ενσωματωμένη τεχνολογία), αντιστάσεις, πυκνωτές, δίοδοι και τρανζίστορ σχηματίζονται ομοίως στα IC. Επιπλέον, πολλά IC κατασκευάζονται ταυτόχρονα, από δεκάδες έως χιλιάδες

Προηγουμένως, διακρίνονταν δύο ομάδες IC: τα υβριδικά και τα ημιαγωγικά

Στα υβριδικά IC (HIC), όλοι οι αγωγοί και τα παθητικά στοιχεία σχηματίζονται στην επιφάνεια ενός υποστρώματος μικροκυκλώματος (συνήθως κεραμικού) χρησιμοποιώντας ενσωματωμένη τεχνολογία. Τα ενεργά στοιχεία με τη μορφή συσκευασμένων διόδων, τρανζίστορ και κρυστάλλων IC ημιαγωγών εγκαθίστανται στο υπόστρωμα μεμονωμένα, χειροκίνητα ή αυτόματα

Στα IC ημιαγωγών, τα συνδετικά, τα παθητικά και τα ενεργά στοιχεία σχηματίζονται σε έναν ενιαίο τεχνολογικό κύκλο στην επιφάνεια του ημιαγωγικού υλικού με μερική εισβολή στον όγκο του χρησιμοποιώντας μεθόδους διάχυσης. Ταυτόχρονα, από πολλές δεκάδες έως πολλές χιλιάδες IC κατασκευάζονται σε μια γκοφρέτα ημιαγωγών

Τα πρώτα υβριδικά IC.

Το GIS είναι προϊόν της εξελικτικής ανάπτυξης μικρομονάδων και τεχνολογίας τοποθέτησης κεραμικών πλακών. Ως εκ τούτου, εμφανίστηκαν απαρατήρητες· δεν υπάρχει γενικά αποδεκτή ημερομηνία γέννησης του GIS και κανένας γενικά αναγνωρισμένος συγγραφέας.

Τα κυκλώματα ημιαγωγών ήταν ένα φυσικό και αναπόφευκτο αποτέλεσμα της ανάπτυξης της τεχνολογίας ημιαγωγών, αλλά απαιτούσαν τη δημιουργία νέων ιδεών και τη δημιουργία νέας τεχνολογίας, που έχουν και τις ημερομηνίες γέννησής τους και τους δημιουργούς τους

Τα πρώτα υβριδικά και ημιαγωγικά IC εμφανίστηκαν στην ΕΣΣΔ και στις ΗΠΑ σχεδόν ταυτόχρονα και ανεξάρτητα το ένα από το άλλο

Πίσω στα τέλη της δεκαετίας του 1940, η εταιρεία Centralab στις ΗΠΑ ανέπτυξε τις βασικές αρχές για την κατασκευή πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων με κεραμικό πάχος μεμβράνης

Και στις αρχές της δεκαετίας του 1950, η εταιρεία RCA εφηύρε την τεχνολογία λεπτής μεμβράνης: ψεκάζοντας διάφορα υλικά σε κενό και τοποθετώντας τα μέσω μιας μάσκας σε ειδικά υποστρώματα, έμαθαν πώς να παράγουν ταυτόχρονα πολλά μικροσκοπικά φιλμ που συνδέουν αγωγούς, αντιστάσεις και πυκνωτές σε ένα μόνο κεραμικό υπόστρωμα

Σε σύγκριση με την τεχνολογία παχύ φιλμ, η τεχνολογία λεπτής μεμβράνης παρείχε τη δυνατότητα ακριβέστερης κατασκευής στοιχείων τοπολογίας μικρότερου μεγέθους, αλλά απαιτούσε πιο περίπλοκο και ακριβό εξοπλισμό. Οι συσκευές που κατασκευάζονται σε κεραμικές σανίδες με χρήση τεχνολογίας παχύ φιλμ ή λεπτής μεμβράνης ονομάζονται «υβριδικά κυκλώματα».

Αλλά η μικρομονάδα έγινε ένα υβριδικό ολοκληρωμένο κύκλωμα τη στιγμή που χρησιμοποιήθηκαν μη συσκευασμένα τρανζίστορ και δίοδοι σε αυτό και η δομή σφραγίστηκε σε ένα κοινό περίβλημα

ΣΤΗΝ ΕΣΣΔ

Τα πρώτα GIS (ενότητες τύπου «Kvant», που αργότερα ονομάστηκαν σειρά IS 116) στην ΕΣΣΔ αναπτύχθηκαν το 1963 στο NIIRE (αργότερα NPO Leninets, Λένινγκραντ) και την ίδια χρονιά ξεκίνησε η σειριακή παραγωγή του πιλοτικού του εργοστασίου. Σε αυτά τα GIS, τα IC ημιαγωγών "R12-2", που αναπτύχθηκαν το 1962 από το εργοστάσιο συσκευών ημιαγωγών της Ρίγας, χρησιμοποιήθηκαν ως ενεργά στοιχεία.

Αναμφίβολα, οι μονάδες Kvant ήταν οι πρώτες στον κόσμο του GIS με ενοποίηση δύο επιπέδων - χρησιμοποιούσαν IC ημιαγωγών αντί για διακριτά συσκευασμένα τρανζίστορ ως ενεργά στοιχεία

ΣΤΙΣ ΗΠΑ

Η εμφάνιση του GIS με χοντρό φιλμ, ως η κύρια βάση στοιχείων του νέου υπολογιστή IBM System / 360, ανακοινώθηκε για πρώτη φορά από την IBM το 1964

Τα IC ημιαγωγών της σειράς "Micrologic" της Fairchild και "SN-51" από την TI εξακολουθούσαν να είναι απρόσιτα και απαγορευτικά ακριβά για εμπορική χρήση, κατασκευάζοντας έναν μεγάλο υπολογιστή. Επομένως, η IBM Corporation, λαμβάνοντας ως βάση το σχεδιασμό μιας επίπεδης μικρομονάδας, ανέπτυξε τη σειρά GIS παχύ φιλμ, που ανακοινώθηκε με τη γενική ονομασία (σε αντίθεση με το "micromodules") είναι "SLT-modules" (Solid Logic Technology - τεχνολογία στερεάς λογικής. Συνήθως η λέξη "solid" μεταφράζεται στα ρωσικά ως "solid" ", το οποίο είναι απολύτως παράλογο. Πράγματι, ο όρος "SLT-modules" "εισαχθεί από την IBM ως αντίθεση με τον όρο "micromodule" και θα πρέπει να αντικατοπτρίζει τη διαφορά τους. Η λέξη "στερεό" έχει άλλες έννοιες - "στερεό", " ολόκληρα", τα οποία τονίζουν με επιτυχία τη διαφορά μεταξύ "μονάδων SLT" και "μικρομονάδων"

Η μονάδα SLT ήταν μια τετράγωνη κεραμική μικροπλάκα παχιάς μεμβράνης με συμπιεσμένους κατακόρυφους πείρους. Συνδετικοί αγωγοί και αντιστάσεις εφαρμόστηκαν στην επιφάνειά του χρησιμοποιώντας μεταξοτυπία και τοποθετήθηκαν μη συσκευασμένα τρανζίστορ. Οι πυκνωτές, εάν ήταν απαραίτητο, εγκαταστάθηκαν δίπλα στη μονάδα SLT

Αν και εξωτερικά είναι σχεδόν πανομοιότυπες (οι μικρομονάδες είναι ελαφρώς ψηλότερες), οι μονάδες SLT διαφέρουν από τις επίπεδες μικρομονάδες ως προς την υψηλότερη πυκνότητα στοιχείων, τη χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, την υψηλή απόδοση και την υψηλή αξιοπιστία

Επιπλέον, η τεχνολογία SLT ήταν αρκετά εύκολο να αυτοματοποιηθεί, επομένως μπορούσαν να παραχθούν με αρκετά χαμηλό κόστος για χρήση σε εμπορικό εξοπλισμό. Αυτό ακριβώς χρειαζόταν η IBM. Μετά την IBM, άλλες εταιρείες άρχισαν να παράγουν GIS, για το οποίο το GIS έγινε εμπορικό προϊόν.

Στις αρχές Φεβρουαρίου 2014, η πενήντα πέμπτη επέτειος από την εμφάνιση στην παγκόσμια κοινότητα ενός τόσο αναπόσπαστου μέρους της σύγχρονης τεχνολογίας κυκλωμάτων όπως το ολοκληρωμένο κύκλωμα.

Θυμίζουμε ότι το 1959 το Ομοσπονδιακό Γραφείο Διπλωμάτων Ευρεσιτεχνίας των Ηνωμένων Πολιτειών της Αμερικής εξέδωσε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας στην Texas Instruments για τη δημιουργία ενός ολοκληρωμένου κυκλώματος.

Αυτό το γεγονός σημειώθηκε ως η γέννηση της εποχής των ηλεκτρονικών και όλα τα οφέλη που προκύπτουν από τη χρήση της.

Πράγματι, το ολοκληρωμένο κύκλωμα είναι η βάση των περισσότερων γνωστών σε εμάς ηλεκτρικών συσκευών.

Η ιδέα της δημιουργίας ενός ολοκληρωμένου κυκλώματος εμφανίστηκε για πρώτη φορά στις αρχές του πενήντα του περασμένου αιώνα. Το βασικό επιχείρημα για την εμφάνισή του ήταν η μικρογραφία και η μείωση του κόστους των ηλεκτρικών συσκευών. Για μεγάλο χρονικό διάστημα, οι σκέψεις για την υλοποίησή του ήταν απλώς στον αέρα, παρά το γεγονός ότι κλάδοι της τεχνολογίας κυκλωμάτων όπως η τηλεόραση και το ραδιόφωνο, καθώς και η τεχνολογία υπολογιστών, αναπτύσσονταν ενεργά στον κόσμο.

Η δημιουργία ενός ολοκληρωμένου κυκλώματος συνεπαγόταν την εγκατάλειψη περιττών καλωδίων, πλαισίων τοποθέτησης και μόνωσης στην παραγωγή κυκλωμάτων με χρήση διόδων και τρανζίστορ ημιαγωγών. Ωστόσο, για πολύ καιρό κανείς δεν κατάφερε να πραγματοποιήσει τέτοιες σκέψεις. Μόνο μετά την ενεργό εργασία ενός τόσο ταλαντούχου και γνωστού μηχανικού σε σύγχρονους επιστήμονες όπως ο Jack Kilby (νικητής του Βραβείου Νόμπελ Φυσικής για την εφεύρεση του ολοκληρωμένου κυκλώματος το 2000), το πρώτο μικροκύκλωμα εισήχθη το 1958. Σχεδόν έξι μήνες αργότερα, η εφεύρεση κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας από την εταιρεία για την οποία εργαζόταν ο Kilby (Texas Instruments).

Φυσικά, τώρα μπορούμε να δηλώσουμε το γεγονός ότι το πρώτο μικροκύκλωμα του Γερμανού επιστήμονα Kilby ήταν εντελώς άχρηστο. Ωστόσο, όλο και περισσότερα μεταγενέστερα ολοκληρωμένα κυκλώματα δημιουργήθηκαν στη βάση του, ένα από τα οποία ήταν η τεχνολογία του Robert Noyce - ένα επίπεδο τσιπ πυριτίου.

Ο R. Noyce κατείχε υψηλή θέση στην Fairchald Semiconductor· πιο συγκεκριμένα, ήταν ένας από τους ιδρυτές της. Το έργο του Noyce κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας σχεδόν αμέσως μετά την παραλαβή του διπλώματος ευρεσιτεχνίας του Kilby. Ωστόσο, σε αντίθεση με το τσιπ του Kilby, η ανάπτυξη του Noyce έχει κερδίσει δημοτικότητα μεταξύ των μεγάλων κατασκευαστών ηλεκτρικού εξοπλισμού. Αυτό προκάλεσε μια διαμάχη μεταξύ της Texas Instruments και της Fairchald Semiconductor και επακόλουθη δικαστική διαμάχη μέχρι το 1969. Ως αποτέλεσμα, ο Noyce ονομάστηκε ο πρώτος εφευρέτης μικροκυκλωμάτων. Αν και αυτή η σύμπτωση των περιστάσεων δεν ενόχλησε καθόλου τους ιδιοκτήτες και των δύο εταιρειών. Λίγα χρόνια νωρίτερα, κατέληξαν σε ομόφωνη απόφαση και αναγνώρισαν και τους δύο επιστήμονες ως ιδρυτές του ολοκληρωμένου κυκλώματος με ίσα δικαιώματα, δίνοντάς τους τα υψηλότερα βραβεία των επιστημονικών και μηχανικών κοινοτήτων των ΗΠΑ - το Εθνικό Μετάλλιο Επιστήμης και το Εθνικό Μετάλλιο Τεχνολογίας .

Αν σκάψετε βαθιά στο παρελθόν, μπορείτε να πείτε με σιγουριά ότι πριν ο Noyce και ο Kilby εισαγάγουν το μικροκύκλωμα στον κόσμο, ένας αρκετά μεγάλος αριθμός επιστημόνων εργάστηκε σε αυτήν την ιδέα και πρότεινε όχι λιγότερο προηγμένα σχέδια. Ανάμεσά τους και ο μηχανικός Werner Jacobi (Γερμανία). Η ανάπτυξή του κατοχυρώθηκε ακόμη και με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας το 1949. Στο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας, ο μηχανικός σκιαγράφησε το σχέδιο ενός μικροκυκλώματος που αποτελείται από 5 τρανζίστορ σε ένα κοινό υπόστρωμα. Αργότερα, το 1952, η αρχή της ενσωμάτωσης στοιχείων κυκλώματος σε μια ενιαία μονάδα περιγράφηκε από τον Άγγλο μηχανικό D. Dammer. Μετά από άλλα πέντε χρόνια, ο Jeffrey Dummer ανακοίνωσε το πρώτο παράδειγμα εργασίας ενός ολοκληρωμένου κυκλώματος flip-flop που βασίζεται σε τέσσερα τρανζίστορ. Δυστυχώς, οι Άγγλοι στρατιωτικοί ειδικοί δεν εκτίμησαν την εφεύρεση του Ντάμερ, αν και θα έπρεπε. Ως αποτέλεσμα, όλη η εργασία του επιστήμονα ανεστάλη. Αργότερα, η εφεύρεση του Ντάμερ ονομάστηκε πρόγονος των σύγχρονων μικροκυκλωμάτων και ο ίδιος ο επιστήμονας ονομάστηκε προφήτης του ολοκληρωμένου κυκλώματος.

Το 1957, οι Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής δέχτηκαν μια αίτηση ενός άλλου μηχανικού, του Bernard Oliver, για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την τεχνολογία που περιέγραψε για την παραγωγή ενός μονολιθικού μπλοκ χρησιμοποιώντας τρία επίπεδα τρανζίστορ.

Μεταξύ των ονομάτων των προφητών του σύγχρονου μικροκυκλώματος είναι τα αρχικά του μηχανικού Χάρβικ Τζόνσον, ο οποίος κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας αρκετούς τύπους δημιουργίας ηλεκτρονικών εξαρτημάτων κυκλωμάτων σε ένα τσιπ, αλλά ποτέ δεν έλαβε ούτε ένα έγγραφο που να επιτρέπει την υλοποίηση των ανακαλύψεών του. Μία από αυτές τις μεθόδους χρησιμοποιήθηκε από τον Jack Kilby, ο οποίος έλαβε όλες τις δάφνες του Johnson.

6 Φεβρουαρίου 1959, ακριβώς πριν από 55 χρόνια, Το Ομοσπονδιακό Γραφείο Διπλωμάτων Ευρεσιτεχνίας των ΗΠΑ εξέδωσε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την εφεύρεση ενός ολοκληρωμένου κυκλώματος στην Texas Instruments. Έτσι, αναγνωρίστηκε επίσημα η γέννηση της τεχνολογίας, χωρίς την οποία σήμερα δεν θα είχαμε στη διάθεσή μας τη συντριπτική πλειοψηφία των ηλεκτρονικών συσκευών που γνωρίζουμε και τις δυνατότητες που συνδέονται με αυτές.

Η ιδέα ενός ολοκληρωμένου κυκλώματος στα τέλη της δεκαετίας του '50, όπως λένε, ήταν στον αέρα. Το τρανζίστορ έχει ήδη δημιουργηθεί. Τα ταχέως αναπτυσσόμενα κυκλώματα ραδιοφώνου και τηλεόρασης, για να μην αναφέρουμε την τεχνολογία υπολογιστών, απαιτούσαν την εξεύρεση λύσεων για τη μικρογραφία. Η καταναλωτική αγορά χρειαζόταν φθηνότερο εξοπλισμό. Η ιδέα να πετάξουμε όλα τα περιττά από ένα κύκλωμα χρησιμοποιώντας τρανζίστορ και διόδους ημιαγωγών (πάνελ τοποθέτησης, καλώδια, περιβλήματα και μονωτές), να συλλέξουμε την ουσία του σε ένα «τούβλο» - διασταυρώσεις n-p - αναπόφευκτα έπρεπε να έρθει στο μυαλό κάποιου.

Και έτσι έγινε. Έχει φτάσει. Επιπλέον, αρκετοί ταλαντούχοι μηχανικοί ταυτόχρονα, αλλά μόνο ένας από αυτούς θεωρείται σήμερα ότι είναι ο «πατέρας του ολοκληρωμένου κυκλώματος» - ο Jack Kilby, ένας υπάλληλος της Texas Instruments, ο οποίος τιμήθηκε με το Νόμπελ Φυσικής το 2000 για την εφεύρεση του το ολοκληρωμένο κύκλωμα. Στις 24 Ιουλίου 1958, έγραψε την ιδέα μιας νέας συσκευής στο ημερολόγιο εργασίας του· στις 12 Σεπτεμβρίου, έδειξε ένα δείγμα εργασίας του μικροκυκλώματος, ετοίμασε και υπέβαλε αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας και το έλαβε στις 6 Φεβρουαρίου 1959 .

Για να είμαστε δίκαιοι, πρέπει να παραδεχτούμε ότι ο σχεδιασμός του τσιπ γερμανίου Kilby ήταν πρακτικά ακατάλληλος για βιομηχανική ανάπτυξη, κάτι που δεν μπορεί να ειπωθεί για το επίπεδο τσιπ πυριτίου που αναπτύχθηκε από τον Robert Noyce.

Ο Robert Noyce, ο οποίος εργαζόταν στην Fairchald Semiconductor (ήταν ένας από τους ιδρυτές αυτής της εταιρείας), σχεδόν ταυτόχρονα και ανεξάρτητα από τον Kilby, ανέπτυξε τη δική του εκδοχή του σχεδιασμού ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, το κατοχύρωσε και... βύθισε την Texas Instruments και την Fairchald Semiconductor στο ένας συνεχής πόλεμος διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας για 10 χρόνια, που έληξε Στις 6 Νοεμβρίου 1969, η απόφαση του Εφετείου Διπλωμάτων Ευρεσιτεχνίας και Τελωνείων των ΗΠΑ, σύμφωνα με την οποία ο μοναδικός εφευρέτης του μικροκυκλώματος θα έπρεπε να θεωρείται ο... Robert Noyce! Το Ανώτατο Δικαστήριο των ΗΠΑ επιβεβαίωσε αυτή την απόφαση.

Ωστόσο, ακόμη και πριν από την απόφαση του δικαστηρίου, το 1966, οι εταιρείες συμφώνησαν να αναγνωρίσουν η μία την άλλη ως ίσα δικαιώματα στο ολοκληρωμένο κύκλωμα, και στους δύο εφευρέτες, Kilby και Noyce, απονεμήθηκαν τα ίδια υψηλότερα βραβεία από τις επιστημονικές και μηχανικές κοινότητες των ΗΠΑ: National Medal Επιστήμης και Εθνικό Μετάλλιο Τεχνολογίας.

Υπήρχαν όμως άλλοι που, πολύ νωρίτερα από τον Kilby και τον Noyce, διατύπωσαν την αρχή του σχεδιασμού και μάλιστα κατοχύρωσαν με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα. Ο Γερμανός μηχανικός Werner Jacobi, στο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας του 1949, σχεδιάζει το σχέδιο ενός μικροκυκλώματος 5 τρανζίστορ σε ένα κοινό υπόστρωμα. Στις 7 Μαΐου 1952, ο Άγγλος ραδιομηχανικός Geoffrey Dummer περιέγραψε την αρχή της ενσωμάτωσης εξαρτημάτων κυκλώματος σε μια ενιαία ενότητα στη δημόσια ομιλία του σε ένα συμπόσιο για τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα στην Ουάσιγκτον (ο Τζακ Κίλμπι, παρεμπιπτόντως, ήταν επίσης παρών σε αυτό το συμπόσιο). το 1957, παρουσίασε ένα παράδειγμα εργασίας της πρώτης σκανδάλης ολοκληρωμένου κυκλώματος στον κόσμο με 4 τρανζίστορ. Οι ειδικοί από το βρετανικό στρατιωτικό τμήμα δεν κατάλαβαν το νέο προϊόν και δεν εκτίμησαν τις δυνατότητές του. Το έργο έκλεισε. Στη συνέχεια, ο Dummer ονομάστηκε «προφήτης του ολοκληρωμένου κυκλώματος» στην πατρίδα του· προσκλήθηκε να συμμετάσχει σε πολλά εθνικά και διεθνή έργα για την ανάπτυξη ηλεκτρονικών τεχνολογιών.

Στις ΗΠΑ τον Οκτώβριο του ίδιου έτους, ο Bernard Oliver υπέβαλε αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας, η οποία περιέγραφε μια μέθοδο για την κατασκευή ενός μονολιθικού μπλοκ τριών επίπεδων τρανζίστορ. Στις 21 Μαΐου 1953, ο μηχανικός Χάρβικ Τζόνσον υπέβαλε μια πρόταση για διάφορους τρόπους σχηματισμού μιας ποικιλίας εξαρτημάτων ηλεκτρονικών κυκλωμάτων σε ένα μόνο τσιπ. Είναι αστείο ότι μια από τις επιλογές που πρότεινε ο Johnson εφαρμόστηκε ανεξάρτητα και κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας από τον Jack Kilby 6 χρόνια αργότερα. Φοβερο!

Λεπτομερείς βιογραφίες όλων των εφευρετών του ολοκληρωμένου κυκλώματος, περιγραφές των γεγονότων και των περιστάσεων της μεγάλης, τολμώ να το πω, της εφεύρεσης μπορούν εύκολα να βρεθούν από οποιονδήποτε σήμερα: όλα αυτά βρίσκονται στο Διαδίκτυο. Στα γενέθλια του μικροκυκλώματος, θα ήθελα να «δώσω τον λόγο» και στους τρεις: Τζέφρι Ντάμερ, Τζακ Κίλμπι και Ρόμπερτ Νόις. Σε διαφορετικές στιγμές στις συνεντεύξεις, μοιράστηκαν αναμνήσεις του «πώς ήταν», τις σκέψεις και τις εμπειρίες τους. Διάλεξα μερικά ρητά που μου φάνηκαν ενδιαφέροντα...

Τζέφρι Ντάμερ:
«Με την έλευση του τρανζίστορ και της εργασίας στους ημιαγωγούς γενικά, σήμερα φαίνεται ότι μπορεί να τεθεί το ζήτημα της δημιουργίας ηλεκτρονικού εξοπλισμού με τη μορφή ενός συμπαγούς μπλοκ χωρίς καλώδια σύνδεσης. Αυτό το μπλοκ μπορεί να αποτελείται από στρώματα μονωτικών, αγώγιμων, ανορθωτικών και ενισχυτικών σημάτων. Ο καθορισμός των ηλεκτρονικών λειτουργιών των εξαρτημάτων και η σωστή σύνδεσή τους μπορεί να γίνει με την αποκοπή τμημάτων μεμονωμένων στρωμάτων."
«Σε ένα από τα βιβλία μου, εξήγησα τον λόγο της αποτυχίας μου ως μεγάλη κούραση από ατελείωτους γραφειοκρατικούς πολέμους, αλλά ίσως αυτός δεν είναι ο μόνος λόγος. Γεγονός είναι ότι κανείς δεν ήθελε να ρισκάρει. Το Υπουργείο Πολέμου δεν θα συνάψει σύμβαση για μια συσκευή που δεν έχει διαμορφωθεί σε βιομηχανικά πρότυπα. Ορισμένοι προγραμματιστές δεν ήθελαν να αναλάβουν μια εργασία άγνωστη σε αυτούς. Είναι μια κατάσταση κότας και αυγού. Οι Αμερικανοί είναι οικονομικοί τυχοδιώκτες και σε αυτή τη χώρα (εννοεί την Αγγλία. - Yu.R.) όλα γίνονται πολύ αργά».

Τζακ Κίλμπι:
«Μετά την εμφάνιση του τρανζίστορ, υπήρξε ανανεωμένο ενδιαφέρον για αυτό που πριν από λίγο καιρό άρχισε να αποκαλείται «μικρογραφία». Δεν ήταν ποτέ αυτοσκοπός, αλλά για έναν τεράστιο αριθμό εφαρμογών φαινόταν πολύ βολικό να συλλέγονται περισσότερα εξαρτήματα σε ένα μέρος και να τα συσκευάζονται σφιχτά. Και τότε το Πολεμικό Ναυτικό ξεκίνησε ένα έργο για τις ασφάλειες εγγύτητας. Χρειάζονταν πραγματικά μια συσκευή όπου όλα τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα συναρμολογούνταν σε ένα πιάτο όχι περισσότερο από μια τετραγωνική ίντσα. Είχαν ήδη ξοδέψει αρκετά χρήματα, αλλά και πάλι δεν πήραν αυτό που ήθελαν... Το τρανζίστορ έλυσε όλα τα προβλήματα. Γενικά, τότε και τώρα, αν έχετε ένα νέο προϊόν και ενδιαφέρει τον στρατό ή μπορείτε να το κανονίσετε με τέτοιο τρόπο ώστε να ενδιαφέρει τους στρατιωτικούς, τότε, κατά κανόνα, θα έχετε κανένα πρόβλημα να δουλέψεις γιατί θα έχεις χρηματοδότηση. Αυτό ίσχυε σε εκείνες τις μακρινές εποχές, ισχύει και τώρα».

«Το κύριο κίνητρο για την εργασία σε ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα ήταν η μείωση του κόστους παραγωγής εξοπλισμού. Είναι αλήθεια ότι εκείνη την εποχή δεν φανταζόμουν πραγματικά την κλίμακα της πιθανής μείωσης του κόστους και πόσο ο παράγοντας φθηνότητας θα διεύρυνε το πεδίο εφαρμογής των ηλεκτρονικών σε εντελώς διαφορετικούς τομείς. Το 1958, ένα τρανζίστορ πυριτίου, το οποίο επίσης δεν πούλησε πολύ καλά, κόστιζε περίπου 10 δολάρια. Σήμερα, 10 $ μπορούν να αγοράσουν περισσότερα από 100 εκατομμύρια τρανζίστορ. Δεν μπορούσα να το προβλέψω αυτό. Και είμαι σίγουρος ότι κανείς δεν φανταζόταν ότι αυτό ήταν δυνατό».

«Ξεκινήσαμε να αναπτύσσουμε τον πρώτο μικροϋπολογιστή (φωτογραφία) προκειμένου να επεκτείνουμε την αγορά για ολοκληρωμένα κυκλώματα: η μαζική αγορά είναι σημαντική για αυτούς. Πουλήσαμε τις πρώτες αριθμομηχανές για 500 $, σήμερα πωλούνται για 4–5 $ και έχουν γίνει προϊόν μιας χρήσης. Πρόκειται για το θέμα των φθηνότερων τιμών».

«Είναι η εφεύρεση του ολοκληρωμένου κυκλώματος το μεγαλύτερο επίτευγμά μου στη ζωή; Α, σίγουρα!..”

Ρόμπερτ Νόις:
«Στο Fairchild, ξεκινήσαμε να εργαζόμαστε σε ένα πρόγραμμα μηχανικής που ο στρατός το ονόμασε «μοριακή μηχανική». Χρηματοδοτήθηκε από την Πολεμική Αεροπορία. Θεωρήθηκε ότι θα έπρεπε να δημιουργήσουμε κάποιο είδος δομής, κατασκευασμένης από δομές μόριο-σε-μόριο ή ακόμα και άτομο-σε-άτομο. Και μια τέτοια δομή θα πρέπει να εκτελεί τις λειτουργίες μιας ηλεκτρονικής συσκευής. Δεν ήταν ακριβώς αυτό το προφίλ μας, αφού η δύναμη της βιομηχανίας ηλεκτρονικών ήταν πάντα στη σύνθεση κάτι από απλά στοιχεία, αντί στην προσπάθεια να εφεύρει ένα σύνθετο στοιχείο. Δημιουργούνται απλά στοιχεία κυκλώματος: πυκνωτές, αντιστάσεις, στοιχεία ενισχυτή, δίοδοι κ.λπ., και στη συνέχεια συντίθεται η απαιτούμενη λειτουργία από αυτά. Βασικά, κάτι πήγε στραβά με τη μοριακή μηχανική».

«Ρωτάτε αν ήταν πρωτίστως μια απόφαση μάρκετινγκ να μπούμε σε ολοκληρωμένα κυκλώματα. Νομίζω πως όχι. Νομίζω ότι οι περισσότερες προόδους αυτού του είδους δεν είχαν προβλεφθεί από τους εμπόρους και δεν προετοιμάστηκαν συνειδητά από αυτούς. Μάλλον προέκυψαν από τη λογική τεχνική πρόοδο. Εκείνη η ώρα θα μπορούσε να χαρακτηριστεί ως εξής: «Τώρα μπορούμε να το κάνουμε αυτό. Γιατί δεν προσπαθείς να το πουλήσεις;» Και σήμερα έρχεται κάποιος από το μάρκετινγκ και λέει: «Αν το είχαμε αυτό, θα μπορούσαμε να το πουλήσουμε». Νιώθεις πού είναι η διαφορά; Στην περίπτωση του ολοκληρωμένου κυκλώματος, το πιο συναρπαστικό ήταν η αίσθηση ότι υπήρχε ανάγκη για αυτή τη συσκευή. Ολοι έχουν. Οι στρατιωτικοί, οι πολίτες... Βλέπετε, όλοι!».