Pirmā integrālā shēma. Integrālās shēmas izgudrošanas vēsture. aprīkojuma izmaksu samazināšana

Ievads

Kopš pirmo datoru parādīšanās programmatūras izstrādātāji ir sapņojuši par aparatūru, kas paredzēta tieši viņu problēmas risināšanai. Tāpēc ideja izveidot īpašas integrālās shēmas, kuras var pielāgot, lai efektīvi veiktu konkrētu uzdevumu, ir radusies jau labu laiku. Šeit ir divi attīstības ceļi:

• Tā saukto specializēto pielāgoto integrālo shēmu (ASIC — Application Specific Integrated Circuit) izmantošana. Kā norāda nosaukums, šādas mikroshēmas ražo ražotāji aparatūra pēc pasūtījuma, lai efektīvi veiktu konkrētu uzdevumu vai uzdevumu klāstu. Tiem nav tādas daudzpusības kā parastajām mikroshēmām, taču tās atrisina tām uzticētos uzdevumus daudzkārt ātrāk, dažkārt par lielumu.
• Mikroshēmu izveide ar pārkonfigurējamu arhitektūru. Ideja ir tāda, ka šādas mikroshēmas nonāk pie izstrādātāja vai programmatūras lietotāja neieprogrammētā stāvoklī, un viņš var tajās ieviest sev vispiemērotāko arhitektūru. Sīkāk apskatīsim to veidošanās procesu.

Laika gaitā parādījās liels skaits dažādu mikroshēmu ar pārkonfigurējamu arhitektūru (1. att.).

1. att. Mikroshēmu dažādība ar pārkonfigurējamu arhitektūru

Diezgan ilgu laiku tirgū pastāvēja tikai PLD (Programmable Logic Device) ierīces. Šajā klasē ietilpst ierīces, kas perfekta disjunktīva veidā realizē funkcijas, kas nepieciešamas piešķirto problēmu risināšanai normāla forma(ideāls DNF). Pirmās, kas parādījās 1970. gadā, bija EEPROM mikroshēmas, kas pieder īpaši PLD ierīču klasei. Katrai ķēdei bija fiksēts UN loģisko funkciju masīvs, kas savienots ar programmējamu VAI loģisko funkciju kopu. Piemēram, apsveriet PROM ar 3 ieejām (a, b un c) un 3 izejām (w, x un y) (2. att.).

Rīsi. 2. PROM mikroshēma

Izmantojot iepriekš definētu UN masīvu, tiek īstenoti visi iespējamie savienojumi pār ievades mainīgajiem, kurus pēc tam var patvaļīgi apvienot, izmantojot VAI elementus. Tādējādi izejā jūs varat realizēt jebkuru trīs mainīgo funkciju perfekta DNF formā. Piemēram, ja ieprogrammējat tos VAI elementus, kas 2. attēlā ir apvilkti ar sarkanu apli, tad izvadi veidos funkcijas w=a x=(a&b) ; y=(a&b)^c.

Sākotnēji PROM mikroshēmas bija paredzētas programmu instrukciju un konstantu vērtību glabāšanai, t.i. veikt datora atmiņas funkcijas. Tomēr izstrādātāji tos izmanto arī vienkāršu loģisko funkciju ieviešanai. Faktiski mikroshēmas PROM var izmantot, lai ieviestu jebkuru loģisko bloku, ja tam ir neliels skaits ieeju. Šis nosacījums izriet no tā, ka EEPROM mikroshēmās UN elementu matrica ir stingri definēta - tajā tiek realizēti visi iespējamie savienojumi no ieejām, tas ir, UN elementu skaits ir vienāds ar 2 * 2 n, kur n ir ieeju skaits. Ir skaidrs, ka, palielinoties skaitlim n, masīva lielums pieaug ļoti ātri.

Pēc tam 1975. gadā parādījās tā sauktie programmējamie loģiskie masīvi (PLM). Tie ir mikroshēmu PROM idejas turpinājums - PLM sastāv arī no UN un OR masīviem, tomēr atšķirībā no PROM abi masīvi ir programmējami. Tas nodrošina lielāku elastību šādām mikroshēmām, taču tās nekad nav bijušas izplatītas, jo signāliem ir nepieciešams daudz ilgāks laiks, lai pārvietotos pa programmējamiem savienojumiem nekā caur iepriekš definētiem līdziniekiem.

Lai atrisinātu PLM raksturīgo ātruma problēmu, 70. gadu beigās parādījās vēl viena ierīču klase, ko sauc par programmējamo masīvu loģiku (PAL). Tālāka PAL mikroshēmu idejas attīstība bija GAL (Generic Array Logic) ierīču parādīšanās - sarežģītākas PAL šķirnes, izmantojot CMOS tranzistorus. Šeit izmantotā ideja ir tieši pretēja PROM mikroshēmu idejai - programmējams UN elementu masīvs ir savienots ar iepriekš noteiktu VAI elementu masīvu (3. att.).

Rīsi. 3. Neprogrammēta PAL ierīce

Tas ierobežo funkcionalitāti, tomēr šādām ierīcēm ir nepieciešami ievērojami mazāki masīvi nekā EPROM mikroshēmās.

Vienkāršu PLD loģisks turpinājums bija tā saukto komplekso PLD rašanās, kas sastāv no vairākiem vienkāršu PLD blokiem (parasti PAL ierīces izmanto kā vienkāršus PLD), kurus apvieno programmējama komutācijas matrica. Papildus pašiem PLD blokiem, izmantojot šo slēdžu matricu, bija iespējams arī programmēt savienojumus starp tiem. Pirmie kompleksie PLD parādījās 20. gadsimta 70. gadu beigās un 80. gadu sākumā, bet galvenā šīs jomas attīstība notika 1984. gadā, kad Altera ieviesa sarežģītu PLD, kas balstīta uz CMOS un EPROM tehnoloģiju kombināciju.

FPGA parādīšanās

Astoņdesmito gadu sākumā digitālajā ASIC vidē pavērās plaisa starp galvenajiem ierīču veidiem. No vienas puses, bija PLD, kurus var ieprogrammēt katram konkrētajam uzdevumam un ir diezgan viegli izgatavot, taču ar tiem nevar realizēt sarežģītas funkcijas. No otras puses, ir ASIC, kas var īstenot ārkārtīgi sarežģītas funkcijas, bet kurām ir stingri fiksēta arhitektūra un kuru ražošana ir laikietilpīga un dārga. Bija nepieciešama starpsaite, un par šādu saiti kļuva FPGA (Field Programmable Gate Arrays) ierīces.

FPGA, tāpat kā PLD, ir programmējamas ierīces. Galvenā būtiskā atšķirība starp FPGA un PLD ir tā, ka funkcijas FPGA tiek realizētas nevis izmantojot DNF, bet gan izmantojot programmējamās uzmeklēšanas tabulas (LUT). Šajās tabulās funkciju vērtības ir norādītas, izmantojot patiesības tabulu, no kuras, izmantojot multipleksoru, tiek atlasīts nepieciešamais rezultāts (4. att.):

Rīsi. 4. Atbilstības tabula

Katra FPGA ierīce sastāv no programmējamiem loģikas blokiem (Configurable Logic Blocks – CLB), kas ir savstarpēji savienoti ar savienojumiem, kas arī ir programmējami. Katrs šāds bloks ir paredzēts noteiktas funkcijas vai tās daļas programmēšanai, bet var tikt izmantots citiem mērķiem, piemēram, kā atmiņa.

Pirmajās FPGA ierīcēs, kas tika izstrādātas 80. gadu vidū, loģiskais bloks bija ļoti vienkāršs un saturēja vienu 3 ieeju LUT, vienu flip-flop un nelielu skaitu palīgelementu. Mūsdienu FPGA ierīces ir daudz sarežģītākas: katrs CLB bloks sastāv no 1-4 “šķēlēm”, no kurām katra satur vairākas LUT tabulas (parasti 6 ievades), vairākus trigerus un lielu skaitu servisa elementu. Šeit ir mūsdienu "šķēles" piemērs:

Rīsi. 5. Mūsdienīga "griezuma" ierīce

Secinājums

Tā kā PLD ierīces nevar īstenot sarežģītas funkcijas, tās joprojām tiek izmantotas vienkāršu funkciju ieviešanai pārnēsājamas ierīces un sakari, savukārt FPGA ierīces, sākot no 1000 vārtu izmēriem (pirmā FPGA tika izstrādāta 1985. gadā) Šis brīdis pārsniedza 10 miljonu vārtu atzīmi (Virtex-6 saime). Tie aktīvi attīstās un jau nomaina ASIC mikroshēmas, ļaujot realizēt dažādas ārkārtīgi sarežģītas funkcijas, nezaudējot pārprogrammēšanas iespēju.

Šo priekšlikumu īstenošana tajos gados nevarēja notikt nepietiekamas tehnoloģiju attīstības dēļ.

1958. gada beigās un 1959. gada pirmajā pusē pusvadītāju rūpniecībā notika izrāviens. Trīs vīrieši, kas pārstāvēja trīs privātas amerikāņu korporācijas, atrisināja trīs fundamentālas problēmas, kas liedza izveidot integrālās shēmas. Džeks Kilbijs no Teksasas instrumenti patentēja kombinācijas principu, izveidoja pirmos, nepilnīgos IP prototipus un nogādāja tos masveida ražošanā. Kurts Lehovecs no Spragas elektrokompānija izgudroja metodi, kā elektriski izolēt komponentus, kas izveidoti uz vienas pusvadītāju mikroshēmas (p-n savienojuma izolācija). P–n krustojuma izolācija)). Roberts Noiss no Fairchild Semiconductor izgudroja veidu elektriskais savienojums IC komponenti (alumīnija metalizācija) un ierosināja uzlabotu komponentu izolācijas versiju, kuras pamatā ir jaunākā Jean Herni plaknes tehnoloģija. Žans Hoerni). 1960. gada 27. septembrī Džeja Lasta grupa Džejs Pēdējais) izveidots Fairchild Semiconductor pirmais strādājošais pusvadītājs IP, pamatojoties uz Noyce un Ernie idejām. Teksasas instrumenti, kuram piederēja Kilbija izgudrojuma patents, tika atbrīvots pret konkurentiem patentu karš, kas beidzās 1966. gadā ar vispasaules līgumu par savstarpējās licencēšanas tehnoloģijām.

Minētās sērijas agrīnās loģiskās IC burtiski tika veidotas no standarta sastāvdaļas, kuru izmēri un konfigurācijas ir norādītas tehnoloģiskais process. Shēmu dizaineri, kas izstrādāja noteiktas saimes loģiskās IC, darbojās ar tām pašām standarta diodēm un tranzistoriem. 1961.-1962.gadā vadošais izstrādātājs lauza dizaina paradigmu Silvānija Toms Longo, pirmo reizi izmantojot dažādus IC vienā tranzistoru konfigurācijas atkarībā no to funkcijām ķēdē. 1962. gada beigās Silvānija uzsāka pirmo Longo izstrādāto tranzistoru-tranzistoru loģikas saimi (TTL), kas vēsturiski bija pirmais integrētās loģikas veids, kam izdevās ilgstoši nostiprināties tirgū. Analogajā shēmā šāda līmeņa izrāvienu 1964.-1965. gadā veica operacionālo pastiprinātāju izstrādātājs. Fērbērns Bobs Vidlars.

Pirmā vietējā mikroshēma tika izveidota 1961. gadā TRTI (Taganrogas radiotehnikas institūtā) L. N. Koļesova vadībā. Šis notikums piesaistīja valsts zinātnieku aprindu uzmanību, un TRTI tika apstiprināts par Augstākās izglītības ministrijas sistēmas vadītāju augsti uzticamu mikroelektronisko iekārtu radīšanas un ražošanas automatizācijas problēmai. Pats L.N.Koļesovs tika iecelts par šīs problēmas koordinācijas padomes priekšsēdētāju.

Pirmā hibrīda biezā plēve PSRS integrētā shēma(201. sērija “Trail”) tika izstrādāta 1963.–65. gadā Precīzijas tehnoloģiju pētniecības institūtā (“Angstrem”), masveida ražošana kopš 1965. gada. Izstrādē piedalījās speciālisti no NIEM (tagad Argon Research Institute).

Pirmā pusvadītāju integrālā shēma PSRS tika izveidota, pamatojoties uz planāro tehnoloģiju, ko 1960. gada sākumā NII-35 (toreiz pārdēvēja par Pulsar Research Institute) izstrādāja komanda, kas vēlāk tika nodota NIIME (Mikron). Pirmās vietējās silīcija integrālās shēmas izveide tika koncentrēta uz TS-100 sērijas integrēto silīcija shēmu izstrādi un ražošanu, militāri akceptējot (37 elementi - flip-flop ķēdes sarežģītības ekvivalents, amerikāņu analogs. IC sērija SN-51 uzņēmums Teksasas instrumenti). Silīcija integrālo shēmu prototipu paraugi un ražošanas paraugi reproducēšanai tika iegūti no ASV. Darbs tika veikts NII-35 (direktors Trutko) un Fryazino Semiconductor Plant (direktors Kolmogorovs), lai saņemtu aizsardzības rīkojumu izmantošanai ballistiskās raķetes vadības sistēmas autonomā altimetrā. Izstrāde ietvēra sešas standarta integrētās silīcija plakanās shēmas no TS-100 sērijas, un, organizējot izmēģinājuma ražošanu, tas aizņēma trīs gadus NII-35 (no 1962. līdz 1965. gadam). Pagāja vēl divi gadi, lai attīstītu rūpnīcas ražošanu ar militāru akceptu Fryazino (1967).

Paralēli Voroņežas pusvadītāju ierīču rūpnīcas (tagad -) centrālajā projektēšanas birojā tika veikts darbs pie integrālās shēmas izstrādes. 1965. gadā elektronikas rūpniecības ministra A.I.Šokina vizītes laikā VZPP rūpnīcai tika uzdots veikt pētnieciskos darbus silīcija monolītās ķēdes izveidei - R&D “Titan” (Ministrijas 16.augusta rīkojums Nr.92 1965), kas tika pabeigta pirms termiņa, kas pabeigta līdz gada beigām. Tēma tika veiksmīgi iesniegta Valsts komisijā, un 104 diodes-tranzistoru loģisko mikroshēmu sērija kļuva par pirmo fiksēto sasniegumu cietvielu mikroelektronikas jomā, kas tika atspoguļots EP deputāta 1965. gada 30. decembra rīkojumā Nr.403.

Dizaina līmeņi

Šobrīd (2014) lielākā daļa integrālo shēmu tiek projektētas, izmantojot specializētas CAD sistēmas, kas ļauj automatizēt un būtiski paātrināt ražošanas procesus, piemēram, iegūstot topoloģiskās fotomaskas.

Klasifikācija

Integrācijas pakāpe

Atkarībā no integrācijas pakāpes tiek izmantoti šādi integrālo shēmu nosaukumi:

• maza integrālā shēma (MIS) - līdz 100 elementiem vienā mikroshēmā,
• vidēja integrālā shēma (SIS) - līdz 1000 elementiem vienā mikroshēmā,
• liela integrālā shēma (LSI) - līdz 10 tūkstošiem elementu vienā mikroshēmā,
• īpaši liela mēroga integrālā shēma (VLSI) - vairāk nekā 10 tūkstoši elementu kristālā.

Iepriekš tika izmantoti arī novecojuši nosaukumi: īpaši liela mēroga integrālā shēma (ULSI) - no 1-10 miljoniem līdz 1 miljardam elementu kristālā un dažreiz giga liela mēroga integrālā shēma (GBIC) - vairāk nekā 1 miljards elementu kristālā. Pašlaik, 2010. gados, nosaukumi “UBIS” un “GBIS” praktiski netiek lietoti, un visas mikroshēmas ar vairāk nekā 10 tūkstošiem elementu tiek klasificētas kā VLSI.

Ražošanas tehnoloģija

Hibrīda mikromontāža STK403-090, izņemta no korpusa

• Pusvadītāju mikroshēma - visi elementi un starpelementu savienojumi tiek veidoti uz viena pusvadītāju kristāla (piemēram, silīcijs, germānija, gallija arsenīds).

• Filmas integrālā shēma - visi elementi un starpelementu savienojumi tiek veidoti plēvju veidā:
  • biezas plēves integrālā shēma;
  • plānslāņa integrālā shēma.
• Hibrīda mikroshēma (bieži saukta mikromontāža), satur vairākas diodes, tranzistorus un/vai citus elektroniskus aktīvus komponentus. Mikromezgls var ietvert arī neiepakotās integrālās shēmas. Pasīvās mikromontāžas sastāvdaļas (rezistori, kondensatori, induktori) parasti ražo, izmantojot plānās vai biezās plēves tehnoloģijas uz kopējas, parasti keramikas, hibrīda mikroshēmas substrāta. Viss substrāts ar sastāvdaļām tiek ievietots vienā noslēgtā korpusā.
• Jaukta mikroshēma - papildus pusvadītāju kristālam tajā ir plānslāņa (biezā plēves) pasīvie elementi, kas atrodas uz kristāla virsmas.

Apstrādātā signāla veids

• Analogais-digitālais.

Ražošanas tehnoloģijas

Loģikas veidi

Analogo mikroshēmu galvenais elements ir tranzistori (bipolāri vai lauka efekti). Atšķirība tranzistoru ražošanas tehnoloģijā būtiski ietekmē mikroshēmu īpašības. Tāpēc, lai uzsvērtu, mikroshēmas aprakstā bieži tiek norādīta ražošanas tehnoloģija vispārīgās īpašības mikroshēmas īpašības un iespējas. IN modernās tehnoloģijas apvienot bipolārus un lauka efekta tranzistori lai panāktu uzlabotu mikroshēmu veiktspēju.

• Mikroshēmas, kuru pamatā ir vienpolāri (lauka efekta) tranzistori, ir visekonomiskākās (strāvas patēriņa ziņā):
  • MOS loģika (metāla-oksīda-pusvadītāju loģika) - mikroshēmas tiek veidotas no lauka efekta tranzistoriem n-MOS vai lpp-MOS tips;
  • CMOS loģika (komplementārā MOS loģika) - katrs loģikas elements Mikroshēma sastāv no komplementāru (komplementāru) lauka efekta tranzistoru pāra ( n-MOS un lpp-MOP).
• Mikroshēmas uz bipolāriem tranzistoriem:
  • RTL - rezistoru-tranzistoru loģika (novecojusi, aizstāta ar TTL);
  • DTL - diode-tranzistora loģika (novecojusi, aizstāta ar TTL);
  • TTL - tranzistoru-tranzistoru loģika - mikroshēmas ir izgatavotas no bipolāriem tranzistoriem ar vairāku emiteru tranzistoriem ieejā;
  • TTLSh - tranzistoru-tranzistoru loģika ar Šotkija diodēm - uzlabots TTL, kas izmanto bipolārus tranzistorus ar Šotkija efektu;
  • ECL - emitera savienotā loģika - uz bipolāriem tranzistoriem, kuru darbības režīms ir izvēlēts tā, lai tie nepārietu piesātinājuma režīmā - kas ievērojami palielina veiktspēju;
  • IIL - integrālā injekcijas loģika.
• Mikroshēmas, kurās izmanto gan lauka efekta, gan bipolārus tranzistorus:

Izmantojot viena veida tranzistorus, mikroshēmas var izveidot, izmantojot dažādas metodoloģijas, piemēram, statiskās vai dinamiskās.

CMOS un TTL (TTLS) tehnoloģijas ir visizplatītākās loģiskās mikroshēmas. Tur, kur nepieciešams taupīt strāvu, tiek izmantota CMOS tehnoloģija, kur svarīgāks ir ātrums un taupīšana uz enerģijas patēriņu nav nepieciešama, tiek izmantota TTL tehnoloģija. CMOS mikroshēmu vājā vieta ir to neaizsargātība pret statisko elektrību - vienkārši pieskarieties mikroshēmas izejai ar roku, un tās integritāte vairs netiek garantēta. Attīstoties TTL un CMOS tehnoloģijām, mikroshēmu parametri tuvojas un rezultātā, piemēram, 1564 sērijas mikroshēmas tiek izgatavotas, izmantojot CMOS tehnoloģiju, un funkcionalitāte un izvietojums korpusā ir līdzīgs TTL tehnoloģijai.

Mikroshēmas, kas ražotas, izmantojot ESL tehnoloģiju, ir ātrākās, bet arī visvairāk enerģiju patērējošās, un tās tika izmantotas ražošanā. datortehnoloģijas gadījumos, kad svarīgākais parametrs bija aprēķina ātrums. PSRS visproduktīvākie ES106x tipa datori tika ražoti uz ESL mikroshēmām. Mūsdienās šī tehnoloģija tiek izmantota reti.

Tehnoloģiskais process

Mikroshēmu ražošanā tiek izmantota fotolitogrāfijas metode (projicēšana, kontakts utt.), kurā ķēde tiek veidota uz substrāta (parasti silīcija), kas iegūta, sagriežot silīcija monokristālus ar dimanta diskiem plānās plāksnēs. Mikroshēmas elementu mazo lineāro izmēru dēļ tika atteikta redzamās gaismas un pat tuvu ultravioletā starojuma izmantošana apgaismojumam.

Šādi procesori tika izgatavoti, izmantojot UV gaismu (ArF eksimēra lāzers, viļņa garums 193 nm). Vidēji nozares līderi ieviesa jaunus tehnoloģiskos procesus pēc ITRS plāna ik pēc 2 gadiem, dubultojot tranzistoru skaitu uz laukuma vienību: 45 nm (2007), 32 nm (2009), 22 nm (2011), uzsākta 14 nm ražošana. 2014. gadā 10 nm procesu attīstība ir gaidāma ap 2018. gadu.

2015. gadā bija aplēses, ka jaunu tehnoloģisko procesu ieviešana palēnināsies.

Kvalitātes kontrole

Lai kontrolētu integrālo shēmu kvalitāti, plaši tiek izmantotas tā sauktās testa struktūras.

Mērķis

Integrētajai shēmai var būt pilnīga, neatkarīgi no tā, cik sarežģīta ir funkcionalitāte - līdz pat visam mikrodatoram (vienas mikroshēmas mikrodators).

Analogās shēmas

Integrēts analogais (mikro)shēma (AIS, MĒRĶI) - integrēta shēma, kuras ieejas un izejas signāli mainās atkarībā no nepārtrauktas funkcijas likuma (tas ir, tie ir analogie signāli).

Analogās IC laboratorijas prototipu izveidoja Texas Instruments ASV 1958. gadā. Tas bija fāzes nobīdes ģenerators. 1962. gadā parādījās pirmā analogo mikroshēmu sērija - SN52. Tajā bija mazjaudas zemfrekvences pastiprinātājs, darbības pastiprinātājs un video pastiprinātājs.

PSRS līdz 70. gadu beigām tika iegūts liels analogo integrālo shēmu klāsts. To izmantošana ir ļāvusi palielināt ierīču uzticamību, vienkāršot aprīkojuma uzstādīšanu un bieži vien pat novērst nepieciešamību Apkope darbības laikā.

Zemāk ir daļējs to ierīču saraksts, kuru funkcijas var veikt ar analogajiem IC. Bieži vien viena mikroshēma aizvieto vairākas no tām uzreiz (piemēram, K174XA42 satur visas superheterodīna FM radio uztvērēja sastāvdaļas).

• Filtri (ieskaitot pjezoelektrisko efektu).
• Analogie reizinātāji.
• Analogie vājinātāji un mainīgie pastiprinātāji.
• Barošanas avota stabilizatori: sprieguma un strāvas stabilizatori.
• Komutācijas barošanas avota vadības mikroshēmas.
• Signālu pārveidotāji.
• Dažādi sensori.

Analogās mikroshēmas tiek izmantotas skaņas pastiprināšanas un skaņas reproducēšanas iekārtās, videomagnetofos, televizoros, sakaru iekārtās, mērinstrumentos, analogajos datoros u.c.

Analogajos datoros

• Operacionālie pastiprinātāji (LM101, μA741).

Barošanas blokos

Sprieguma stabilizatora mikroshēma KR1170EN8

• Lineārie sprieguma stabilizatori (KR1170EN12, LM317).
• Komutācijas sprieguma stabilizatori (LM2596, LM2663).

Videokamerās un kamerās

• CCD matricas (ICX404AL).
• CCD masīvi (MLX90255BA).

Skaņas pastiprināšanas un skaņas reproducēšanas iekārtās

• Audio frekvences jaudas pastiprinātāji (LA4420, K174UN5, K174UN7).
• Dubultais UMZCH stereofoniskajam aprīkojumam (TDA2004, K174UN15, K174UN18).
• Dažādi regulatori (K174UN10 - divu kanālu UMZCH ar elektronisku frekvences reakcijas regulēšanu, K174UN12 - divu kanālu skaļuma un līdzsvara kontrole).

Mērinstrumentos Radio raidīšanas un uztveršanas ierīcēs

• AM signāla detektori (K175DA1).
• FM signāla detektori (K174UR7).
• Mikseri (K174PS1).
• Augstfrekvences pastiprinātāji (K157ХА1).
• Vidējās frekvences pastiprinātāji (K157ХА2, K171UR1).
• Viena mikroshēmas radio uztvērēji (K174ХА10).

Televizoros

• Radio kanālā (K174UR8 - pastiprinātājs ar AGC, IF attēla un skaņas detektors, K174UR2 - IF attēla sprieguma pastiprinātājs, sinhronais detektors, priekšpastiprinātājs video signāls, atslēgas automātiskā pastiprinājuma kontroles sistēma).
• Krāsu kanālā (K174AF5 - krāsu R-, G-, B-signālu formētājs, K174ХА8 - elektroniskais slēdzis, krāsu informācijas signālu pastiprinātājs-ierobežotājs un demodulators).
• Skenēšanas vienībās (K174GL1 - kadru skenēšanas ģenerators).
• Komutācijas, sinhronizācijas, korekcijas un vadības shēmās (K174AF1 - amplitūdas sinhronizācijas signāla selektors, horizontālās frekvences impulsu ģenerators, signāla automātiskās frekvences un fāzes regulēšanas bloks, horizontālais galvenais impulsu ģenerators, K174UP1 - spilgtuma signāla pastiprinātājs, elektroniskais regulators izejas signāla svārstības un melns līmenis).

Ražošana

Pāreja uz integrālo elementu submikronu izmēriem sarežģī AIMS dizainu. Piemēram, MOS tranzistoriem ar īsu vārtu garumu ir vairākas funkcijas, kas ierobežo to izmantošanu analogajos blokos: augsts zemfrekvences mirgošanas trokšņa līmenis; spēcīga sliekšņa sprieguma un slīpuma izplatība, kā rezultātā rodas liels diferenciālo un darbības pastiprinātāju nobīdes spriegums; zema izejas mazā signāla pretestības vērtība un kaskāžu pastiprinājums ar aktīvo slodzi; zems p-n savienojumu spriegums un drenāžas avota sprauga, kas izraisa barošanas sprieguma samazināšanos un samazināšanos dinamiskais diapazons.

Pašlaik analogās mikroshēmas ražo daudzi uzņēmumi: Analog Devices, Analog Microelectronics, Maxim Integrated Products, National Semiconductor, Texas Instruments utt.

Digitālās shēmas

Digitālā integrālā shēma(digitālā mikroshēma) ir integrēta shēma, kas paredzēta, lai pārveidotu un apstrādātu signālus, kas mainās saskaņā ar diskrētas funkcijas likumu.

Digitālās integrālās shēmas ir balstītas uz tranzistoru slēdžiem, kas var būt divos stabilos stāvokļos: atvērts un aizvērts. Tranzistoru slēdžu izmantošana ļauj izveidot dažādas loģiskās, sprūda un citas integrālās shēmas. Digitālās integrālās shēmas tiek izmantotas elektronisko datoru (datoru), automatizācijas sistēmu u.c. diskrētās informācijas apstrādes ierīcēs.

• Bufera pārveidotāji
• (Mikro)procesori (tostarp datoru CPU)
• Mikroshēmas un atmiņas moduļi
• FPGA (programmējamās loģiskās integrālās shēmas)

Digitālajām integrālajām shēmām ir vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar analogajām shēmām:

• Samazināts enerģijas patēriņš kas saistīti ar impulsu elektrisko signālu izmantošanu digitālajā elektronikā. Saņemot un pārveidojot šādus signālus, elektronisko ierīču (tranzistoru) aktīvie elementi darbojas "atslēgas" režīmā, tas ir, tranzistors ir vai nu "atvērts" - kas atbilst augsta līmeņa signālam (1), vai "aizvērts". ” - (0), pirmajā gadījumā pie Tranzistorā nav sprieguma krituma, otrajā caur to neplūst strāva. Abos gadījumos enerģijas patēriņš ir tuvu 0, atšķirībā no analogajām ierīcēm, kurās lielāko daļu laika tranzistori atrodas starpstāvoklī (aktīvā).
• Augsta trokšņa imunitāte digitālās ierīces ir saistītas ar lielu atšķirību starp augsta (piemēram, 2,5-5 V) un zema (0-0,5 V) līmeņa signāliem. Stāvokļa kļūda ir iespējama tādā traucējumu līmenī, ka augsts līmenis tiek interpretēts kā zems līmenis un otrādi, kas ir maz ticams. Turklāt iekšā digitālās ierīces Kļūdu labošanai ir iespējams izmantot īpašus kodus.
• Lielā un zemā līmeņa signāla stāvokļu līmeņu atšķirība (loģiski “0” un “1”) un diezgan plašs to pieļaujamo izmaiņu diapazons padara digitālo tehnoloģiju nejutīgu pret neizbēgamo elementu parametru izkliedi integrētajā tehnoloģijā, novērš nepieciešamība atlasīt komponentus un konfigurēt regulēšanas elementus digitālajās ierīcēs.

Analogās-digitālās shēmas

Analogā-digitālā integrālā shēma(analogā-digitālā mikroshēma) - integrēta shēma, kas paredzēta, lai pārveidotu signālus, kas mainās saskaņā ar diskrētas funkcijas likumu, signālos, kas mainās atkarībā no nepārtrauktas funkcijas likuma, un otrādi.

Bieži vien viena mikroshēma vienlaikus veic vairāku ierīču funkcijas (piemēram, secīgas tuvināšanas ADC satur DAC, tāpēc tās var veikt divvirzienu konvertēšanu). To ierīču saraksts (nepilnīgs), kuru funkcijas var veikt ar analogo-digitālo IC:

• ciparu-analogu (DAC) un analogo-ciparu pārveidotāji (ADC);
• analogie multipleksori (kamēr digitālie (de)multiplekseri ir tikai digitāli IC, analogie multipleksori satur digitālos loģikas elementus (parasti dekodētāju) un var saturēt analogās shēmas);
• raiduztvērēji (piemēram, tīkla interfeisa uztvērējs Ethernet);
• modulatori un demodulatori;
  • radio modemi;
  • teleteksts, VHF radio teksta dekoderi;
  • Ātrie Ethernet un optiskās līnijas raiduztvērēji;
  • Iezvanpieeja Modemi;
  • digitālās televīzijas uztvērēji;
  • optiskais datora peles sensors;
• elektroapgādes mikroshēmas elektroniskām ierīcēm - stabilizatori, sprieguma pārveidotāji, strāvas slēdži utt.;
• digitālie vājinātāji;
• fāzu bloķēšanas cilpas (PLL) shēmas;
• pulksteņu sinhronizācijas ģeneratori un frekvenču atjaunotāji;
• pamata matricas kristāli (BMC): satur gan analogās, gan digitālās shēmas.

Čipu sērija

Analogās un digitālās mikroshēmas tiek ražotas sērijveidā. Sērija ir mikroshēmu grupa, kurām ir vienots dizains un tehnoloģiskais dizains un kuras ir paredzētas kopīgai lietošanai. Tās pašas sērijas mikroshēmām, kā likums, ir vienāds barošanas spriegums, un tās ir saskaņotas ieejas un izejas pretestības un signāla līmeņu ziņā.

Mājokļi

Virsmas montāžas IC paketes

Mikromontāža ar atvērta rāmja mikroshēmu, kas piemetināta uz iespiedshēmas plates

Konkrēti nosaukumi

Pasaules tirgus

2017. gadā globālā integrālo shēmu tirgus vērtība bija 700 miljardi ASV dolāru.

1958. gada 12. septembrī Texas Instruments (TI) darbinieks Džeks Kilbijs vadībai demonstrēja dīvainu ierīci - ierīci, kas izgatavota no diviem silīcija gabaliem, kuru izmēri ir 11,1 x 1,6 mm, kas salīmēti ar bišu vasku uz stikla pamatnes. Tas bija trīsdimensiju makets - ģeneratora integrētās shēmas (IC) prototips, kas pierāda iespēju izgatavot visus shēmas elementus, pamatojoties uz vienu pusvadītāju materiālu. Šis datums elektronikas vēsturē tiek atzīmēts kā integrālo shēmu dzimšanas diena.

Integrētās shēmas (mikroshēmas, IC) ietver elektroniskās ierīces dažādas sarežģītības, kurā visi līdzīgi elementi tiek ražoti vienlaicīgi vienā tehnoloģiskā ciklā, t.i. izmantojot integrēto tehnoloģiju. Atšķirībā no iespiedshēmu plates(kurā visi savienojošie vadītāji tiek vienlaicīgi ražoti vienā ciklā, izmantojot integrēto tehnoloģiju), rezistori, kondensatori, diodes un tranzistori tiek veidoti līdzīgi IC. Turklāt vienlaikus tiek ražoti daudzi IC, sākot no desmitiem līdz tūkstošiem

Iepriekš tika izdalītas divas IC grupas: hibrīds un pusvadītājs

Hibrīdos IC (HIC) visi vadītāji un pasīvie elementi tiek veidoti uz mikroshēmas substrāta (parasti keramikas) virsmas, izmantojot integrētu tehnoloģiju. Aktīvie elementi iesaiņotu diožu, tranzistoru un pusvadītāju IC kristālu veidā tiek uzstādīti uz pamatnes atsevišķi, manuāli vai automātiski

Pusvadītāju IC savienojošie, pasīvie un aktīvie elementi tiek veidoti vienā tehnoloģiskā ciklā uz pusvadītāju materiāla virsmas ar daļēju tā tilpuma invāziju, izmantojot difūzijas metodes. Tajā pašā laikā uz vienas pusvadītāju plāksnes tiek ražoti no vairākiem desmitiem līdz vairākiem tūkstošiem IC

Pirmie hibrīdie IC.

GIS ir mikromoduļu un keramikas plākšņu montāžas tehnoloģijas evolucionāras attīstības produkts. Tāpēc tie parādījās nepamanīti, nav vispārpieņemta ĢIS dzimšanas datuma un vispāratzīta autora.

Pusvadītāju IC bija dabisks un neizbēgams pusvadītāju tehnoloģiju attīstības rezultāts, taču tas prasīja jaunu ideju ģenerēšanu un jaunu tehnoloģiju radīšanu, kam ir gan dzimšanas datumi, gan autori.

Pirmās hibrīda un pusvadītāju IC parādījās PSRS un ASV gandrīz vienlaikus un neatkarīgi viena no otras.

Jau pagājušā gadsimta 40. gadu beigās uzņēmums Centralab ASV izstrādāja pamatprincipus biezu plēvju keramikas iespiedshēmu plates ražošanai.

Un 1950. gadu sākumā uzņēmums RCA izgudroja plānslāņa tehnoloģiju: izsmidzinot dažādus materiālus vakuumā un uzklājot tos caur masku uz īpašiem substrātiem, viņi uzzināja, kā vienlaicīgi ražot daudzas miniatūras plēves, kas savieno vadītājus, rezistorus un kondensatorus uz viena. keramikas substrāts

Salīdzinot ar biezu kārtiņu tehnoloģiju, plānās kārtiņas tehnoloģija sniedza iespēju precīzāk izgatavot mazāka izmēra topoloģijas elementus, taču bija nepieciešamas sarežģītākas un dārgākas iekārtas. Ierīces, kas ražotas uz keramikas plāksnēm, izmantojot biezās plēves vai plānas plēves tehnoloģiju, sauc par "hibrīdshēmām".

Bet mikromodulis kļuva par hibrīda integrālo shēmu tajā brīdī, kad tajā tika izmantoti neiesaiņoti tranzistori un diodes un struktūra tika noslēgta kopējā korpusā

PSRS

Pirmie ĢIS (“Kvant” tipa moduļi, vēlāk apzīmēti ar IS sēriju 116) PSRS tika izstrādāti 1963. gadā NIIRE (vēlāk NPO Leninets, Ļeņingrada), un tajā pašā gadā tās izmēģinājuma rūpnīca sāka sērijveida ražošanu. Šajās ĢIS kā aktīvie elementi tika izmantoti pusvadītāju IC “R12-2”, ko 1962. gadā izstrādāja Rīgas pusvadītāju ierīču rūpnīca.

Neapšaubāmi, Kvant moduļi bija pirmie ĢIS pasaulē ar divu līmeņu integrāciju - tajos kā aktīvie elementi tika izmantoti pusvadītāju IC, nevis diskrēti iepakoti tranzistori.

ASV

Par biezu plēvju ĢIS kā jaunā IBM System / 360 datora galvenā elementa bāzes parādīšanos IBM pirmo reizi paziņoja 1964. gadā.

Fairchild sērijas “Micrologic” un TI “SN-51” pusvadītāju IC joprojām bija nepieejami reti un pārmērīgi dārgi komerciālai lietošanai, veidojot lielu datoru. Tāpēc korporācija IBM, par pamatu ņemot plakana mikromoduļa dizainu, izstrādāja savu biezo plēvju ĢIS sēriju, kuras vispārīgais nosaukums (pretstatā "mikromoduļiem") ir "SLT-modules" (Solid Logic Technology - cietās loģikas tehnoloģija. Parasti vārds "solid" krievu valodā tiek tulkots kā "ciets" ”, kas ir absolūti neloģiski. Patiešām, terminu "SLT-modules" "IBM ieviesa kā pretstatu terminam "mikromodulis", un tam vajadzētu atspoguļot to atšķirību. Vārdam "ciets" ir arī citas nozīmes - "ciets", " veselums", kas veiksmīgi uzsver atšķirību starp "SLT moduļiem" un "mikromoduļiem"

SLT modulis bija kvadrātveida keramikas biezas plēves mikroplāksne ar iespiestām vertikālām tapām. Savienojošie vadītāji un rezistori tika uzklāti uz tā virsmas, izmantojot sietspiedi, un tika uzstādīti neiesaiņoti tranzistori. Ja nepieciešams, blakus SLT modulim tika uzstādīti kondensatori

Lai gan ārēji gandrīz identiski (mikromoduļi ir nedaudz garāki), SLT moduļi atšķiras no plakanajiem mikromoduļiem ar lielāku elementu blīvumu, zemu enerģijas patēriņu, augstu veiktspēju un augstu uzticamību.

Turklāt SLT tehnoloģiju bija diezgan viegli automatizēt, tāpēc tās varēja ražot ar pietiekami zemām izmaksām, lai tās izmantotu komerciālās iekārtās. Tas ir tieši tas, kas IBM bija vajadzīgs. Pēc IBM citi uzņēmumi sāka ražot ĢIS, kam GIS kļuva par komerciālu produktu.

2014. gada februāra sākumā apritēja piecdesmit piektā gadadiena, kopš pasaules sabiedrībā parādījās tāda neatņemama mūsdienu shēmu tehnoloģijas sastāvdaļa kā integrālā shēma.

Atgādinām, ka 1959. gadā Amerikas Savienoto Valstu Federālā Patentu birojs izdeva patentu Texas Instruments integrālās shēmas izveidei.

Šis notikums tika atzīmēts kā elektronikas ēras dzimšana un visas priekšrocības, kas izriet no tās izmantošanas.

Patiešām, integrālā shēma ir lielākā daļa mums zināmo elektrisko ierīču pamatā.

Ideja par integrētās shēmas izveidi pirmo reizi parādījās pagājušā gadsimta piecdesmito gadu sākumā. Galvenais arguments tās izskatam bija elektroierīču miniaturizācija un izmaksu samazināšana. Ilgu laiku domas par tā ieviešanu vienkārši virmoja gaisā, neskatoties uz to, ka pasaulē aktīvi attīstījās tādas ķēdes tehnikas nozares kā televīzija un radio, kā arī datortehnika.

Integrētās shēmas izveide nozīmēja atteikšanos no nevajadzīgiem vadiem, montāžas paneļiem un izolācijas shēmu ražošanā, izmantojot diodes un pusvadītāju tranzistorus. Taču ilgu laiku nevienam neizdevās šādas domas realizēt. Tikai pēc tāda talantīga un mūsdienu zinātniekiem labi zināma inženiera kā Džeka Kilbija (Nobela prēmijas fizikā ieguvējs par integrālās shēmas izgudrošanu 2000. gadā) aktīvā darba 1958. gadā tika ieviesta pirmā mikroshēma. Gandrīz sešus mēnešus vēlāk izgudrojumu patentēja uzņēmums, kurā strādāja Kilbijs (Texas Instruments).

Protams, tagad mēs varam konstatēt faktu, ka vācu zinātnieka Kilbija pirmā mikroshēma bija pilnīgi nelietojama. Tomēr uz tās bāzes tika radītas arvien vairāk vēlākas integrālās shēmas, no kurām viena bija Roberta Noisa tehnoloģija - silīcija plakanā mikroshēma.

R. Noiss ieņēma augstu amatu uzņēmumā Fairchald Semiconductor, precīzāk, viņš bija viens no tās dibinātājiem. Noyce darbs tika patentēts gandrīz uzreiz pēc Kilbija patenta saņemšanas. Tomēr atšķirībā no Kilby's mikroshēmas Noyce izstrāde ir ieguvusi popularitāti lielāko elektroiekārtu ražotāju vidū. Tas izraisīja strīdu starp Texas Instruments un Fairchald Semiconductor un tam sekojošu tiesvedību līdz 1969. gadam. Rezultātā Noiss tika nosaukts par pirmo mikroshēmu izgudrotāju. Lai gan šī apstākļu sakritība abu uzņēmumu īpašniekus nemaz nav sarūgtinājusi. Dažus gadus iepriekš viņi nonāca pie vienbalsīga lēmuma un atzina abus zinātniekus par integrālās shēmas dibinātājiem ar vienlīdzīgām tiesībām, piešķirot viņiem augstākos ASV zinātnieku un inženieru kopienu apbalvojumus - Nacionālo zinātnes medaļu un Nacionālo tehnoloģiju medaļu. .

Ja iedziļināties pagātnē, varat ar pārliecību teikt, ka pirms Noiss un Kilbijs pasaulei iepazīstināja ar mikroshēmu, diezgan liels skaits zinātnieku strādāja pie šīs idejas un ierosināja ne mazāk progresīvus dizainus. Viņu vidū ir inženieris Verners Jakobi (Vācija). Viņa izstrāde pat tika patentēta 1949. gadā. Patentā inženieris ieskicēja mikroshēmas dizainu, kas sastāv no 5 tranzistoriem uz kopēja substrāta. Vēlāk, 1952. gadā, shēmas komponentu integrēšanas principu vienā vienībā aprakstīja angļu inženieris D. Dammers. Vēl pēc pieciem gadiem Džefrijs Dumers paziņoja par pirmo integrētās shēmas flip-flop darba piemēru, kura pamatā ir četri tranzistori. Diemžēl angļu militārie speciālisti Dummera izgudrojumu nenovērtēja, kaut gan vajadzēja. Rezultātā viss zinātnieka darbs tika apturēts. Vēlāk Dummera izgudrojumu nosauca par mūsdienu mikroshēmu priekšteci, bet pašu zinātnieku – par integrālās shēmas pravieti.

1957. gadā Amerikas Savienotās Valstis pieņēma cita inženiera Bernarda Olivera pieteikumu patentam viņa aprakstītajai tehnoloģijai monolīta bloka ražošanai, izmantojot trīs plakanos tranzistorus.

Starp mūsdienu mikroshēmas praviešu vārdiem ir inženiera Harvika Džonsona iniciāļi, kurš patentēja vairākus veidus, kā vienā mikroshēmā izveidot ķēžu elektroniskos komponentus, bet nekad nesaņēma nevienu dokumentu, kas ļautu īstenot viņa atklājumus. Vienu no šīm metodēm izmantoja Džeks Kilbijs, kurš saņēma visus Džonsona laurus.

1959. gada 6. februārī, tieši pirms 55 gadiem, ASV Federālais patentu birojs ir izdevis patentu integrētās shēmas izgudrošanai uzņēmumam Texas Instruments. Tādējādi tika oficiāli atzīta tehnoloģiju dzimšana, bez kuras šodien mums nebūtu pa rokai lielākā daļa mums pazīstamo elektronisko ierīču un ar tām saistītās iespējas.

Ideja par integrēto shēmu 50. gadu beigās, kā saka, virmoja gaisā. Tranzistors jau ir izveidots; strauji attīstoties radio un televīzijas shēmām, nemaz nerunājot par datortehnoloģiju, bija jāatrod risinājumi miniaturizācijai; Patēriņa tirgum bija vajadzīgas lētākas iekārtas. Kādam neizbēgami bija ienākusi prātā ideja izmest no ķēdes visu lieko, izmantojot pusvadītāju tranzistorus un diodes (montāžas paneļus, vadus, korpusus un izolatorus), savācot tā būtību vienā “ķieģelī” - n-p krustojumos.

Un tā arī notika. Viņa ir ieradusies. Turklāt vairāki talantīgi inženieri vienlaikus, bet tikai viens no viņiem mūsdienās tiek uzskatīts par "integrālās shēmas tēvu" - Džeks Kilbijs, Texas Instruments darbinieks, kuram 2000. gadā tika piešķirta Nobela prēmija fizikā par izgudrojumu. integrētā shēma. 1958. gada 24. jūlijā viņš darba dienasgrāmatā ierakstīja ideju par jaunu ierīci, 12. septembrī demonstrēja mikroshēmas darba paraugu, sagatavoja un pieteica patentu un saņēma to 1959. gada 6. februārī. .

Taisnības labad gan jāatzīst, ka Kilby germānija mikroshēmas dizains bija praktiski nepiemērots rūpnieciskai attīstībai, ko gan nevarētu teikt par Roberta Noisa izstrādāto silīcija planāro mikroshēmu.

Roberts Noiss, kurš strādāja uzņēmumā Fairchald Semiconductor (viņš bija viens no šīs kompānijas dibinātājiem), gandrīz vienlaikus un neatkarīgi no Kilbija izstrādāja savu integrālās shēmas dizaina versiju, patentēja to un... iedzina Texas Instruments un Fairchald Semiconductor nepārtraukts patentu karš 10 gadus, kas beidzās 1969. gada 6. novembrī ASV Patentu un muitas apelācijas tiesas lēmums, saskaņā ar kuru par vienīgo mikroshēmas izgudrotāju jāuzskata... Roberts Noiss! ASV Augstākā tiesa apstiprināja šo lēmumu.

Tomēr jau pirms tiesas sprieduma 1966. gadā uzņēmumi vienojās atzīt viens otru par vienādām tiesībām uz integrālo shēmu, un abiem izgudrotājiem Kilbijam un Noisam tika piešķirti tie paši augstākie ASV zinātnieku un inženieru kopienu apbalvojumi: Nacionālā medaļa. zinātnes un Nacionālā tehnoloģiju medaļa.

Bet bija arī citi, kas daudz agrāk nekā Kilbijs un Noiss formulēja dizaina principu un pat patentēja integrālo shēmu. Vācu inženieris Verners Jakobi savā 1949. gada patentā uz kopēja substrāta uzzīmē 5 tranzistoru mikroshēmas dizainu. 1952. gada 7. maijā angļu radioinženieris Džefrijs Dumers savā publiskajā runā elektronisko komponentu simpozijā Vašingtonā (starp citu, šajā simpozijā bija klāt arī Džeks Kilbijs) aprakstīja principu integrēt shēmas komponentus vienā vienībā; 1957. gadā viņš prezentēja pasaulē pirmās integrālās shēmas sprūda ar 4 tranzistoriem darba piemēru. Lielbritānijas militārās nodaļas speciālisti nesaprata jauno produktu un nenovērtēja tā potenciālu. Darbs tika slēgts. Pēc tam Dummeru savā dzimtenē sauca par "integrālās shēmas pravieti", viņš tika uzaicināts piedalīties daudzos valsts un starptautiskos elektronisko tehnoloģiju attīstības projektos.

ASV tā paša gada oktobrī Bernards Olivers iesniedza patenta pieteikumu, kurā aprakstīta metode monolīta trīs plakanu tranzistoru bloka izgatavošanai. 1953. gada 21. maijā inženieris Hārviks Džonsons iesniedza priekšlikumu vairākiem veidiem, kā vienā mikroshēmā veidot dažādas elektroniskās shēmas sastāvdaļas. Smieklīgi, ka vienu no Džonsona piedāvātajām iespējām 6 gadus vēlāk neatkarīgi ieviesa un patentēja Džeks Kilbijs. Apbrīnojami!

Visu integrālās shēmas izgudrotāju detalizētas biogrāfijas, lielo notikumu un apstākļu apraksti, atļaušos teikt, izgudrojumu šodien var viegli atrast ikviens: tas viss ir pieejams internetā. Mikroshēmas dzimšanas dienā vēlos “dot vārdu” visiem trim: Džefrijam Dumeram, Džekam Kilbijam un Robertam Noisam. Dažādos laikos intervijās viņi dalījās atmiņās par to, "kā tas bija", savās domās un pieredzē. Izvēlējos dažus teicienus, kas man šķita interesanti...

Džefrijs Dummers:
“Līdz ar tranzistora parādīšanos un darbu pie pusvadītājiem kopumā šodien šķiet, ka var tikt izvirzīts jautājums par elektronisko iekārtu izveidi cieta bloka veidā bez savienojošiem vadiem. Šis bloks var sastāvēt no izolācijas, vadošu, taisngriežu un signālu pastiprinošu materiālu slāņiem. Definēt komponentu elektroniskās funkcijas un pareizi savienot tās var, izgriežot atsevišķu slāņu daļas."
“Vienā no savām grāmatām savas neveiksmes iemeslu skaidroju kā lielo nogurumu no nebeidzamajiem birokrātiskajiem kariem, bet varbūt tas nav vienīgais iemesls. Fakts ir tāds, ka neviens negribēja riskēt. Kara departaments neslēgs līgumu par ierīci, kas nav pielāgota industriālajam standartam. Daži izstrādātāji nevēlējās uzņemties viņiem nezināmu uzdevumu. Tā ir situācija ar vistu un olu. Amerikāņi ir finanšu piedzīvojumu meklētāji, un šajā valstī (tas nozīmē Angliju. - Yu.R.) viss notiek pārāk lēni.

Džeks Kilbijs:
“Pēc tam, kad uz skatuves parādījās tranzistors, atkal radās interese par to, ko pirms kāda laika sāka saukt par “miniaturizāciju”. Tas nekad nebija pašmērķis, taču lielam skaitam lietojumu šķita ļoti ērti savākt vairāk komponentu vienuviet un cieši iepakot. Un tad Jūras spēki sāka projektu par tuvuma drošinātājiem. Viņiem patiešām bija vajadzīga ierīce, kurā visas elektroniskās sastāvdaļas būtu saliktas uz ne vairāk kā kvadrātcollu lielas plāksnes. Viņi jau bija iztērējuši diezgan daudz naudas, bet joprojām nesaņēma to, ko gribēja... Tranzistors atrisināja visas problēmas. Vispār, toreiz un tagad, ja jums ir jauns produkts un tas interesē militārpersonas, vai jūs varat to sakārtot tā, lai tas interesētu militārpersonas, tad, kā likums, jums būs nav problēmu strādāt, jo jums būs finansējums. Tā bija taisnība tajos tālajos laikos un tā ir arī tagad.

“Galvenais motīvs darbam pie integrālās shēmas bija iekārtu ražošanas izmaksu samazināšana. Tiesa, tobrīd īsti nebiju iedomājusies, kādi ir iespējamā izmaksu samazinājuma apmēri un cik lētuma faktors paplašinātu elektronikas pielietojuma lauku pavisam citās jomās. 1958. gadā viens silīcija tranzistors, kas arī nepārdeva pārāk labi, maksāja aptuveni 10 USD. Šodien par 10 USD var iegādāties vairāk nekā 100 miljonus tranzistoru. Es to nevarēju paredzēt. Un es esmu pārliecināts, ka neviens neiedomājās, ka tas ir iespējams.

“Mēs sākām izstrādāt pirmo mikrokalkulatoru (attēlā), lai paplašinātu integrālo shēmu tirgu: tiem svarīgs ir masu tirgus. Pirmos kalkulatorus pārdevām par 500 USD, šodien tos pārdod par 4–5 USD un ir kļuvuši par vienreiz lietojamu produktu. Šeit ir runa par lētākām cenām.

“Vai integrālās shēmas izgudrojums ir mans lielākais sasniegums dzīvē? Ak, noteikti! ”…

Roberts Noiss:
"Fērčildā mēs sākām strādāt pie inženierijas projekta, ko militāristi sauca par "molekulāro inženieriju". To finansēja Gaisa spēki. Tika pieņemts, ka mums ir jāizveido sava veida struktūra, kas veidota no molekulas uz molekulas vai pat atoms uz atoma struktūrām. Un šādai struktūrai vajadzētu veikt elektroniskas ierīces funkcijas. Tas nebija gluži mūsu profils, jo elektronikas industrijas spēks vienmēr ir bijis kaut ko sintezēt no vienkāršiem elementiem, nevis mēģināt izgudrot kādu sarežģītu elementu. Tiek izveidoti vienkārši ķēdes elementi: kondensatori, rezistori, pastiprinātāja elementi, diodes utt., un pēc tam no tiem tiek sintezēta nepieciešamā funkcija. Būtībā kaut kas ir nogājis greizi ar molekulāro inženieriju.

"Jūs jautājat, vai tas galvenokārt bija mārketinga lēmums iekļūt integrālajās shēmās. Es domāju, ka nē. Es domāju, ka lielāko daļu šāda veida sasniegumu tirgotāji neparedzēja un tos neapzināti sagatavoja. Tie drīzāk radās no loģikas tehniskais progress. To laiku varētu raksturot šādi: “Tagad mēs to varam izdarīt. Kāpēc jūs nemēģināt to pārdot?" Un šodien pienāk kāds no mārketinga un saka: "Ja mums tas būtu, mēs varētu to pārdot." Vai jūtat, kur ir atšķirība? Integrālās shēmas gadījumā aizraujošākā bija sajūta, ka ir vajadzīga šī ierīce. Ikvienam ir. Militāristi, civiliedzīvotāji... Redziet, visi!