semiconductor . Implementarea acestor propuneri în acei ani nu a putut avea loc din cauza dezvoltării insuficiente a tehnologiei.

La sfârșitul anului 1958 și în prima jumătate a anului 1959, a avut loc o descoperire în industria semiconductoarelor. Trei oameni reprezentând trei corporații private americane au rezolvat trei probleme fundamentale care au împiedicat crearea de circuite integrate. Jack Kilby de Texas Instrumente a patentat principiul unificării, a creat primele prototipuri IS imperfecte și le-a adus la producția de masă. Kurt Legovets de la Sprague Electric Company a inventat o metodă de izolare electrică a componentelor formate pe un singur cip semiconductor (izolare printr-o joncțiune p-n (ing. P–n joncțiune izolare)). Robert Noyce de la Fairchild Semiconductor a inventat o metodă de conectare electrică a componentelor IC (placare cu aluminiu) și a propus o versiune îmbunătățită a izolației componentelor bazată pe cea mai recentă tehnologie plană de Jean Ernie (ing. Jean Hoerni). 27 septembrie 1960 trupa lui Jay Last Jay Last) creat in Fairchild Semiconductor prima lucrare semiconductor IP despre ideile lui Noyce și Ernie. Texas Instruments, care deținea brevetul pentru invenția lui Kilby, a declanșat un război al brevetelor împotriva concurenților care s-a încheiat în 1966 cu un acord de licențiere încrucișată a tehnologiei la nivel mondial.

CI-urile logice timpurii ale seriei menționate au fost construite literalmente din standard componente ale căror dimensiuni și configurații au fost specificate prin procesul tehnologic. Inginerii de circuite care au proiectat circuite integrate logice ale unei anumite familii au funcționat cu aceleași diode și tranzistoare tipice. În 1961-1962 paradigma de design a fost ruptă de dezvoltatorul principal Sylvania Tom Longo, pentru prima dată folosind diverse configurația tranzistoarelor în funcție de funcțiile acestora în circuit. La sfârşitul anului 1962 Sylvania a lansat prima familie de logică tranzistor-tranzistor (TTL) dezvoltată de Longo - din punct de vedere istoric, primul tip de logică integrată care a reușit să câștige un loc pe piață pentru o lungă perioadă de timp. În circuitele analogice, o descoperire la acest nivel a fost făcută în 1964-1965 de către dezvoltatorul de amplificatoare operaționale Fairchild Bob Vidlar.

Primul microcircuit intern a fost creat în 1961 la TRTI (Institutul de Inginerie Radio Taganrog) sub conducerea lui L. N. Kolesov. Acest eveniment a atras atenția comunității științifice a țării, iar TRTI a fost aprobat ca lider în sistemul Ministerului Învățământului Superior în problema realizării echipamentelor microelectronice de înaltă fiabilitate și automatizării producției acestora. Însuși L. N. Kolesov a fost numit președinte al Consiliului Coordonator pentru această problemă.

Primul circuit integrat hibrid cu peliculă groasă din URSS (seria 201 „Tropa”) a fost dezvoltat în 1963-65 la Institutul de Cercetare a Tehnologiei de Precizie („Angstrem”), producție în serie din 1965. La dezvoltare au participat specialiști de la NIEM (acum NII Argon).

Primul circuit integrat de semiconductor din URSS a fost creat pe baza tehnologiei planare, dezvoltată la începutul anului 1960 la NII-35 (apoi redenumit NII Pulsar) de către o echipă, care a fost ulterior transferată la NIIME (Micron). Crearea primului circuit integrat de siliciu intern a fost axată pe dezvoltarea și producția cu acceptarea militară a unei serii de circuite integrate de siliciu TC-100 (37 de elemente - echivalentul complexității circuitului unui flip-flop, un analog al americanului). Seria IC SN-51 de firme Texas Instrumente). Prototipuri și mostre de producție de circuite integrate de siliciu pentru reproducere au fost obținute din SUA. Lucrarea a fost efectuată la NII-35 (director Trutko) și Uzina de semiconductori Fryazinsky (director Kolmogorov) în temeiul unui ordin de apărare pentru utilizare într-un altimetru autonom al unui sistem de ghidare a rachetelor balistice. Dezvoltarea a inclus șase circuite planare integrate tipice din siliciu din seria TS-100 și, odată cu organizarea producției pilot, a durat trei ani la NII-35 (din 1962 până în 1965). A fost nevoie de încă doi ani pentru a stăpâni producția din fabrică cu acceptare militară în Fryazino (1967).

În paralel, s-au desfășurat lucrări privind dezvoltarea unui circuit integrat la Biroul Central de Proiectare de la Uzina Voronezh de dispozitive semiconductoare (acum -). În 1965, în timpul unei vizite la VZPP a ministrului industriei electronice A. I. Shokin, uzina a fost însărcinată să efectueze lucrări de cercetare privind crearea unui circuit monolitic de siliciu - R&D „Titan” (Ordinul Ministerului nr. 92 din 16 august). , 1965), care a fost finalizat înainte de termen până la sfârșitul anului. Subiectul a fost înaintat cu succes Comisiei de Stat, iar o serie de 104 circuite logice diodă-tranzistor a devenit prima realizare fixă ​​în domeniul microelectronicii în stare solidă, care a fost reflectată în ordinul Ministerului Dezvoltării Economice din 30 decembrie, 1965 nr. 403.

Niveluri de proiectare

În prezent (2014), majoritatea circuitelor integrate sunt proiectate folosind sisteme CAD specializate, care vă permit să automatizați și să accelerați semnificativ procesele de producție, de exemplu, obținerea de măști fototopologice.

Clasificare

Gradul de integrare

În funcție de gradul de integrare, se folosesc următoarele denumiri de circuite integrate:

• circuit integrat mic (MIS) - până la 100 de elemente într-un cristal,
• circuit integrat mediu (SIS) - până la 1000 de elemente într-un cristal,
• circuit integrat mare (LSI) - până la 10 mii de elemente într-un cristal,
• circuit integrat foarte mare (VLSI) - mai mult de 10 mii de elemente într-un cristal.

Anterior, acum erau folosite și nume învechite: un circuit integrat la scară ultra-largă (ULSI) - de la 1-10 milioane la 1 miliard de elemente într-un cristal și, uneori, un circuit integrat giga-large (GBIS) - mai mult de 1 miliarde de elemente într-un cristal. În prezent, în anii 2010, denumirile „UBIS” și „GBIS” nu sunt practic utilizate, iar toate microcircuitele cu mai mult de 10 mii de elemente sunt clasificate ca VLSI.

Tehnologia de fabricație

• Microcircuit semiconductor - toate elementele și interconexiunile sunt realizate pe un singur cristal semiconductor (de exemplu, siliciu, germaniu, arseniură de galiu, oxid de hafniu).

• Circuit integrat de film - toate elementele și interconexiunile sunt realizate sub formă de filme:
  • circuit integrat cu peliculă groasă;
  • circuit integrat cu peliculă subțire.
• Hybrid IC (deseori denumit microasamblare), conține mai multe diode goale, tranzistoare goale și/sau alte componente electronice active. Microansamblul poate include, de asemenea, circuite integrate neambalate. Componentele de microasamblare pasive (rezistoare, condensatoare, inductori) sunt de obicei fabricate folosind tehnologii cu peliculă subțire sau cu peliculă groasă pe un substrat comun, de obicei ceramic, al microcircuitului hibrid. Întregul substrat cu componente este plasat într-o singură carcasă etanșă.
• Microcircuit mixt - pe lângă un cristal semiconductor, conține elemente pasive cu peliculă subțire (film gros) plasate pe suprafața cristalului.

Tipul semnalului procesat

Tehnologii de fabricație

Tipuri logice

Elementul principal al circuitelor analogice sunt tranzistoarele (bipolare sau de câmp). Diferența în tehnologia de fabricație a tranzistorilor afectează în mod semnificativ caracteristicile microcircuitelor. Prin urmare, adesea în descrierea microcircuitului, tehnologia de fabricație este indicată pentru a sublinia caracteristici generale proprietățile și capacitățile microcircuitului. LA tehnologii moderne combina tehnologiile bipolare si tranzistoare cu efect de câmp pentru a îmbunătăți performanța cipurilor.

• Microcircuitele pe tranzistoarele unipolare (câmp)  sunt cele mai economice (din punct de vedere al consumului de curent):
  • Logica MOS (logica metal-oxid-semiconductor) - microcircuitele sunt formate din tranzistoare cu efect de câmp n-MOS sau p-tip MOS;
  • Logica CMOS (logica MOS complementară) - fiecare element logic al microcircuitului constă dintr-o pereche de tranzistoare cu efect de câmp complementare (complementare) ( n-MOS și p-MOS).
• Chip-uri pe tranzistoare bipolare:
  • RTL - logica rezistor-tranzistor (învechit, înlocuit cu TTL);
  • DTL - logica diodă-tranzistor (învechit, înlocuit cu TTL);
  • TTL - logica tranzistor-tranzistor - microcircuitele sunt realizate din tranzistoare bipolare cu tranzistoare multi-emițător la intrare;
  • TTLSH - logica tranzistor-tranzistor cu diode Schottky - un TTL îmbunătățit care folosește tranzistori bipolari cu efect Schottky;
  • ESL - logica cuplată cu emițător - pe tranzistoare bipolare, al căror mod de funcționare este ales astfel încât să nu intre în modul de saturație, ceea ce crește semnificativ viteza;
  • IIL - logica integral-injectie.
• Microcircuite care utilizează atât tranzistori cu efect de câmp, cât și tranzistori bipolari:

Folosind același tip de tranzistoare, microcircuitele pot fi construite folosind metodologii diferite, cum ar fi statice sau dinamice.

Tehnologiile CMOS și TTL (TTLS) sunt cele mai comune logici de cip. Acolo unde este necesară economisirea consumului de curent, se folosește tehnologia CMOS, unde viteza este mai importantă și nu este necesară economisirea consumului de energie, se folosește tehnologia TTL. Punctul slab al microcircuitelor CMOS este vulnerabilitatea la electricitatea statică - este suficient să atingeți ieșirea microcircuitului cu mâna, iar integritatea acestuia nu mai este garantată. Odată cu dezvoltarea tehnologiilor TTL și CMOS, microcircuitele se apropie din punct de vedere al parametrilor și, drept urmare, de exemplu, seria 1564 de microcircuite este realizată folosind tehnologia CMOS, iar funcționalitatea și amplasarea în carcasă sunt similare cu cele ale TTL. tehnologie.

Chipurile fabricate folosind tehnologia ESL sunt cele mai rapide, dar și cele mai consumatoare de energie și au fost utilizate în producția de informaticăîn cazurile în care cel mai important parametru era viteza de calcul. În URSS, cele mai productive computere de tip ES106x au fost fabricate pe microcircuite ESL. Acum această tehnologie este rar folosită.

Proces tehnologic

La fabricarea microcircuitelor se folosește metoda fotolitografiei (proiecție, contact etc.), în timp ce circuitul este format pe un substrat (de obicei siliciu) obținut prin tăierea monocristalelor de siliciu în plachete subțiri cu discuri de diamant. Datorită dimensiunilor mici ale elementelor de microcircuit, s-a renunțat la utilizarea luminii vizibile și chiar a radiațiilor ultraviolete apropiate pentru iluminare.

Următoarele procesoare au fost fabricate folosind radiații UV (laser excimer ArF, lungime de undă 193 nm). În medie, introducerea de noi procese tehnice de către liderii industriei conform planului ITRS a avut loc la fiecare 2 ani, dubland în același timp numărul de tranzistori pe unitate de suprafață: 45 nm (2007), 32 nm (2009), 22 nm (2011) , producția de 14 nm a început în 2014, dezvoltarea proceselor de 10 nm este așteptată în jurul anului 2018.

În 2015, s-au estimat că introducerea de noi procese tehnice va încetini.

Control de calitate

Pentru a controla calitatea circuitelor integrate, așa-numitele structuri de testare sunt utilizate pe scară largă.

Scop

Un circuit integrat poate avea o funcționalitate completă, arbitrar complexă - până la un întreg microcomputer (microcomputer cu un singur cip).

Circuite analogice

• Filtre (inclusiv cele bazate pe efectul piezoelectric).
• Analogic multiplicatori.
• Atenuatoare analogice și amplificatoare variabile.
• Stabilizatori de alimentare: stabilizatori de tensiune și curent.
• Microcircuite de control ale surselor de alimentare comutatoare.
• Convertoare de semnal.
• Scheme de sincronizare.
• Diversi senzori (de ex. temperatura).

Circuite digitale

• Convertoare tampon
• (Micro)procesoare (inclusiv procesoare pentru computere)
• Chip-uri și module de memorie
• FPGA (Circuite integrate logice programabile)

Circuitele integrate digitale au o serie de avantaje față de cele analogice:

• Consum redus de energie asociat cu utilizarea semnalelor electrice pulsate în electronica digitală. Atunci când recepționează și convertesc astfel de semnale, elementele active ale dispozitivelor electronice (tranzistoare) funcționează în modul „cheie”, adică tranzistorul este fie „deschis” - ceea ce corespunde unui semnal de nivel înalt (1), fie „închis” - (0), în primul caz nu există nicio cădere de tensiune în tranzistor, în al doilea - nu trece curent prin el. În ambele cazuri, consumul de energie este aproape de 0, spre deosebire de dispozitivele analogice, în care tranzistoarele sunt în stare intermediară (activă) de cele mai multe ori.
• Imunitate ridicată la zgomot dispozitivele digitale este asociată cu o diferență mare între semnalele de nivel înalt (de exemplu, 2,5-5 V) și scăzut (0-0,5 V). O eroare de stare este posibilă la un asemenea nivel de interferență când nivel inalt interpretat ca scăzut și invers, ceea ce este puțin probabil. În plus, în dispozitive digitale este posibil să se folosească coduri speciale pentru a corecta erorile.
• O diferență mare a nivelurilor stărilor semnalelor de nivel înalt și scăzut (logice „0” și „1”) și o gamă destul de largă de modificări permise ale acestora fac ca tehnologia digitală să fie insensibilă la răspândirea inevitabilă a parametrilor elementului în tehnologia integrată, elimină necesitatea de a selecta componente și de a configura elemente de reglare în dispozitivele digitale.

Circuite analog-digitale

• convertoare digital-analogic (DAC) și analog-digital (ADC);
• transceiver (de exemplu, un convertor de interfață ethernet);
• modulatoare și demodulatoare;
  • modemuri radio
  • decodoare teletext, text radio VHF
  • Emițătoare-recepție rapide Ethernet și linie optică
  • Dial-up modemuri
  • receptoare TV digitale
  • senzor optic mouse
• cipuri de alimentare pentru dispozitive electronice - stabilizatoare, convertoare de tensiune, întrerupătoare de alimentare etc.;
• atenuatoare digitale;
• circuite de fază loop frecvență (PLL);
• generatoare și restauratoare de ceasuri;
• cipuri matrice de bază (BMC): conține atât circuite analogice, cât și circuite digitale;

Seria de cipuri

Microcircuitele analogice și digitale sunt produse în serie. O serie este un grup de microcircuite care au un singur design și design tehnologic și sunt destinate utilizării în comun. Microcircuitele din aceeași serie, de regulă, au aceleași tensiuni ale surselor de alimentare, sunt potrivite în ceea ce privește rezistențele de intrare și ieșire, nivelurile de semnal.

Corp

Titluri specifice

Protectie legala

Legislația rusă oferă protecție juridică pentru topologiile circuitelor integrate. Topologia unui circuit integrat este aranjarea spațială și geometrică a totalității elementelor unui circuit integrat și conexiunile dintre ele fixate pe un suport de material (articolul 1448).

Denumiți primul dispozitiv de calcul. Abacus Calculator Aritmometru Abac rus Ce idee ai propus la mijloc

Matematicianul englez din secolul al XIX-lea Charles Babbage?

Ideea de a crea o mașină de calcul controlată de program cu un dispozitiv aritmetic, un dispozitiv de control, precum și un dispozitiv de intrare și imprimare

ideea de creație telefon mobil

Ideea de a crea roboți controlați de un computer

În ce an și unde a fost creat primul computer bazat pe tuburi vidate?

1945, SUA

1944 Anglia

1946 Franța

Pe ce bază au fost create calculatoarele de a treia generație?

circuite integrate

semiconductori

lămpi electronice

circuite integrate foarte mari

Cum se numea primul computer personal?

Denumiți unitatea centrală a computerului.

CPU

Unitate de sistem

Alimentare electrică

Placa de baza

Procesatorul prelucrează informațiile furnizate:

În sistemul numeric zecimal

Pe Limba engleză

In rusa

Limbajul mașină (binar)

Pentru a introduce informații numerice și textuale, utilizați

Tastatură

Scanerul este folosit pentru...

Pentru a introduce imagini într-un computer și documente text

Pentru a desena pe el cu un stilou special

Mutarea cursorului pe ecranul monitorului

Obținerea de imagini holografice

10. Ce tip de imprimantă este potrivită pentru tipărirea documentelor financiare?

Imprimanta matriciala

Imprimantă cu jet

Imprimanta laser

Ce tip de imprimantă ar trebui utilizat pentru a tipări rezumate?

Imprimanta matriciala

Imprimantă cu jet

Imprimanta laser

Ce tip de imprimantă este potrivită pentru imprimarea fotografiilor?

Imprimanta matriciala

Imprimantă cu jet

Imprimanta laser

In cazul nerespectarii cerintelor sanitare si igienice ale calculatorului influenta negativa poate afecta sanatatea umana...

Monitor pe tub catodic

Monitor cu cristale lichide

Panouri cu plasmă

Când opriți computerul, toate informațiile sunt șterse din...

Memorie cu acces aleator

hard disk

disc laser

Ce dispozitiv de calculator stochează informații?

Memorie externa;

CPU;

Urmele optice sunt mai subțiri și mai strâns pe...

Disc video digital (disc DVD)

Compact disc (CD-disc)

Dispozitivele de intrare includ...

Dispozitivele de ieșire includ...

Tastatură, mouse, joystick, pix, scaner, cameră digitală, microfon

Difuzoare, monitor, imprimantă, căști

HDD, procesor, module de memorie, placa de baza, dischetă

Programul se numeste...

program de calculator poate controla funcționarea computerului dacă este localizat...

LA memorie cu acces aleator

Pe o dischetă

Pe hard disk

Pe CD

Datele sunt...

Secvența de comenzi pe care o execută un computer în procesul de prelucrare a datelor

Informații prezentate în formă digitală și prelucrate pe computer

Date cu nume stocate în memoria pe termen lung

Dosarul este...

Text imprimat pe computer

Informații prezentate în formă digitală și prelucrate pe computer

Un program sau date care au un nume și sunt stocate în memoria pe termen lung

La formatare rapidă floppy disk...

Curățarea directorului de disc este în curs

Toate datele sunt șterse

Defragmentarea discului este în curs

Verificarea suprafeței discului

Când formatați complet o dischetă...

toate datele sunt șterse

verificarea discului complet

directorul de disc este curățat

discul devine sistem

Într-o ierarhie cu mai multe niveluri Sistemul de fișiere...

Fișierele sunt stocate într-un sistem care este un sistem de foldere imbricate

Fișierele sunt stocate într-un sistem care este o secvență liniară

Istoria dezvoltării tehnologiei de calcul:

1. Denumiți primul dispozitiv de calcul.
1) Abac
2) Calculator
3) Aritmometru
4) Abac rusesc

2. Ce idee a fost propusă la mijlocul secolului al XIX-lea de către matematicianul englez Charles Babbage?
1) Ideea de a crea o mașină de calcul controlată de program cu un dispozitiv aritmetic, un dispozitiv de control, precum și un dispozitiv de introducere și imprimare
2) Ideea de a crea un telefon mobil
3) Ideea de a crea roboți controlați de computer
3. Numiți primul programator de calculator.
1) Ada Lovelace
2) Serghei Lebedev
3) Bill Gates
4) Sofia Kovalevskaya

4. În ce an și unde a fost creat primul computer bazat pe tuburi vidate?
1) 1945, SUA
2) 1950, URSS
3) 1944, Anglia
4) 1946, Franța

5. Pe ce bază au fost create calculatoarele de a treia generație?
1) Circuite integrate
2) semiconductori
3) lămpi electronice
4) circuite integrate foarte mari

6. Cum se numea primul computer personal?
1) Apple II
2) PC IBM
3) Dell
4) Corvette
Structura calculatorului .............................15
1. Denumiți dispozitivul central al computerului.
1) Procesor
2) Bloc de sistem
3) Sursa de alimentare
4) Placa de baza
2. Cum se înregistrează și se transmit informațiile fizice către un computer?
1) numere;
2) cu ajutorul programelor;
3) se prezintă sub formă de semnale electrice.

3. Procesatorul prelucrează informațiile furnizate:
1) În sistemul numeric zecimal
2) În engleză
3) În rusă
4) În limbajul mașinii (în cod binar)
4. Pentru a introduce informații numerice și textuale, utilizați
1) Tastatură
2) Mouse-ul
3) Trackball
4) Mâner
5. Cea mai importantă caracteristică a dispozitivelor de introducere a coordonatelor este rezoluția, care este de obicei 500 dpi (punct pe inch - puncte pe inch (1 inch = 2,54 cm)), ceea ce înseamnă ...
1) Când mișcați mouse-ul cu un inch, indicatorul mouse-ului se mișcă cu 500 de puncte
2) Când mișcați mouse-ul cu 500 de puncte, indicatorul mouse-ului se mișcă cu un inch
6. Scannerul este folosit pentru...
1) Pentru a introduce imagini și documente text într-un computer
2) Pentru a desena pe el cu un stilou special
3) Deplasarea cursorului pe ecranul monitorului
4) Obținerea imaginilor holografice
Dispozitive de ieșire .................................21
1. Ce tip de imprimantă este potrivită pentru tipărirea documentelor financiare?
1) Imprimantă matriceală
2) Imprimantă cu jet de cerneală
3) Imprimanta laser
2. Ce tip de imprimantă ar trebui folosit pentru a tipări rezumate?
1) Imprimantă matriceală
2) Imprimantă cu jet de cerneală
3) Imprimanta laser

1. Ce tip de imprimantă este potrivită pentru imprimarea fotografiilor?
1) Imprimantă matriceală
2) Imprimantă cu jet de cerneală
3) Imprimanta laser
2. Dacă cerințele sanitare și igienice ale computerului nu sunt respectate, un efect dăunător asupra sănătății umane poate avea ...
1) Monitor pe tub catodic
2) Monitor cu cristale lichide
4) Panouri cu plasmă
3. Un dispozitiv care oferă informații de înregistrare și citire se numește ...
1) Unitate de dischetă sau stocare

4. Când opriți computerul, toate informațiile sunt șterse din...
4) RAM
5) hard disk
6) Disc laser
7) Dischete
13. În ce dispozitiv al computerului sunt stocate informații?
1) Memorie externă;
2) monitor;
3) procesor;
2. Urmele optice sunt mai subțiri și plasate mai dens pe...
1) Disc video digital (disc DVD)
2) Compact disc (CD - disc)
3) Dischetă
3. Pe ce disc sunt stocate informațiile pe piste concentrice, pe care se alternează secțiuni magnetizate și nemagnetizate
1) Pe o dischetă
2) Pe CD
3) Pe un disc DVD

4. Dispozitivele de intrare includ...

1) Hard disk, procesor, module de memorie, placa de baza, discheta
5. Dispozitivele de ieșire includ...
1) Tastatură, mouse, joystick, stilou, scaner, cameră digitală, microfon
2) Difuzoare, monitor, imprimantă, căști
3) Hard disk, procesor, module de memorie, placa de baza, discheta
6. Programul se numește ...

7. Un program de calculator poate controla funcționarea unui computer dacă acesta este localizat...
1) În RAM
2) Pe o dischetă
3) Pe hard disk
4) Pe un CD
8. Datele sunt...
1) Secvența de comenzi pe care computerul le execută în procesul de prelucrare a datelor
2) Informații prezentate în formă digitală și prelucrate pe computer
3) Date cu nume stocate în memoria pe termen lung
9. Fișierul este...
1) Text tipărit pe computer
2) Informații prezentate în formă digitală și prelucrate pe computer
3) Un program sau date care au un nume și sunt stocate în memoria pe termen lung

10. Când formatați rapid o dischetă...
1) Directorul discului este curățat
2) Toate datele sunt șterse
3) Discul este defragmentat
4) Verificarea se efectuează conform

1. Când și de către cine au fost inventate mașinile de perforat? Ce sarcini au rezolvat?

2. Ce este un releu electromecanic? Când au fost create calculatoarele releu? Cât de repede au fost?
3. Unde și când a fost construit primul computer? Care era numele ei?
4. Care este rolul lui John von Neumann în crearea computerelor?
5. Cine a fost proiectantul primelor calculatoare casnice?
6. Pe ce bază de elemente au fost create mașinile de prima generație? Care au fost principalele lor caracteristici?
7. Pe ce bază de elemente au fost create mașinile de a doua generație? Care sunt avantajele lor față de prima generație de calculatoare?
8. Ce este un circuit integrat? Când au fost create primele calculatoare cu circuit integrat? Cum se numeau?
9. Ce noi domenii de aplicare a computerelor au apărut odată cu apariția mașinilor de generația a treia?

Primele circuite integrate

Dedicat aniversării a 50 de ani de la data oficială

B. Malaşevici

Pe 12 septembrie 1958, un angajat al Texas Instruments (TI) Jack Kilby a demonstrat conducerii trei dispozitive ciudate - dispozitive lipite cu ceară de albine pe un substrat de sticlă din două bucăți de siliciu de 11,1 × 1,6 mm (Fig. 1). Acestea au fost scheme tridimensionale - prototipuri ale unui circuit integrat (IC) al generatorului, care demonstrează posibilitatea fabricării tuturor elementelor de circuit pe baza unui singur material semiconductor. Această dată este sărbătorită în istoria electronicii ca ziua de naștere a circuitelor integrate. Dar este?

Orez. 1. Modelul primului IS de J. Kilby. Fotografie de pe http://www.computerhistory.org/semiconductor/timeline/1958-Miniaturized.html

Până la sfârșitul anilor 1950, tehnologia de asamblare a echipamentelor radio-electronice (REA) din elemente discrete și-a epuizat posibilitățile. Lumea a ajuns la cea mai acută criză a REA, au fost necesare măsuri radicale. Până la acel moment, tehnologiile integrate pentru producerea atât a dispozitivelor semiconductoare, cât și a plăcilor ceramice cu peliculă groasă și subțire erau deja stăpânite industrial în SUA și URSS, adică condițiile prealabile erau coapte pentru depășirea acestei crize prin crearea de elemente multiple. produse standard - circuite integrate.

Circuitele integrate (microcircuite, circuite integrate) includ dispozitive electronice de complexitate variabilă, în care toate elementele de același tip sunt fabricate simultan într-un singur ciclu tehnologic, adică prin tehnologie integrată. Spre deosebire de plăcile de circuite imprimate (în care toți conductorii de conectare sunt fabricați simultan într-un singur ciclu folosind tehnologia integrată), rezistențele, condensatorii și (în circuitele integrate semiconductoare) diodele și tranzistoarele sunt formate în mod similar în circuitele integrate. În plus, multe circuite integrate sunt fabricate în același timp, de la zeci la mii.

Circuitele integrate sunt dezvoltate și produse de industrie sub formă de serie, combinând un număr de microcircuite cu diverse scopuri funcționale, destinate utilizării în comun în echipamente electronice. Circuitele integrate din serie au un design standard și un sistem unificat de caracteristici electrice și alte caracteristici. IC-urile sunt furnizate de producător diferiților consumatori ca produse comerciale independente care îndeplinesc un anumit sistem de cerințe standardizate. Circuitele integrate sunt clasificate ca produse nereparabile; la repararea echipamentelor electronice, circuitele integrate defectuoase sunt înlocuite.

Există două grupuri principale de circuite integrate: hibride și semiconductoare.

În circuitele integrate hibride (HIC), toți conductorii și elementele pasive sunt formate pe suprafața unui substrat de microcircuit (de obicei realizat din ceramică) folosind tehnologia integrată. Elementele active sub formă de diode fără pachet, tranzistori și cristale IC semiconductoare sunt instalate pe substrat individual, manual sau automat.

În circuitele integrate semiconductoare, elementele de conectare, pasive și active sunt formate într-un singur ciclu tehnologic pe suprafața unui material semiconductor (de obicei siliciu) cu o pătrundere parțială în volumul acestuia prin metode de difuzie. În același timp, de la câteva zeci la câteva mii de circuite integrate sunt fabricate pe o placă semiconductoare, în funcție de complexitatea dispozitivului și de dimensiunea cristalului și a plachetei sale. Industria produce circuite integrate semiconductoare în pachete standard, sub formă de cipuri individuale sau sub formă de wafer-uri nedivizate.

Fenomenul lumii hibridelor (GIS) și circuitelor integrate semiconductoare a avut loc în moduri diferite. GIS este un produs al dezvoltării evolutive a micromodulelor și a tehnologiei plăcilor ceramice. Prin urmare, au apărut imperceptibil, nu există o dată general acceptată de naștere a GIS și un autor general recunoscut. Circuitele integrate semiconductoare au fost un rezultat natural și inevitabil al dezvoltării tehnologiei semiconductoarelor, dar a necesitat generarea de noi idei și crearea de noi tehnologii care au propriile date de naștere și proprii autori. Primele circuite integrate hibride și semiconductoare au apărut în URSS și SUA aproape simultan și independent unele de altele.

Primele circuite integrate hibride

Circuitele integrate hibride includ circuite integrate, a căror producție combină o tehnologie integrală pentru fabricarea elementelor pasive cu o tehnologie individuală (manuală sau automată) pentru instalarea și montarea elementelor active.

La sfârșitul anilor 1940, firma Centralab din SUA a dezvoltat principiile de bază pentru fabricarea plăcilor de circuite imprimate pe bază de ceramică cu peliculă groasă, care au fost apoi dezvoltate de alte firme. S-a bazat pe tehnologiile de fabricație a plăcilor cu circuite imprimate și a condensatoarelor ceramice. De la plăcile de circuite imprimate, au luat o tehnologie integrală pentru formarea topologiei conductorilor de conectare - imprimare serigrafică. De la condensatoare - materialul substratului (ceramica, mai des sital), precum și materialele paste și tehnologia termică de fixare a acestora pe substrat.

Și la începutul anilor 1950, RCA a inventat tehnologia cu peliculă subțire: pulverizând diferite materiale în vid și depunându-le printr-o mască pe substraturi speciale, au învățat cum să producă simultan mai multe pelicule miniaturale care conectează conductori, rezistențe și condensatori pe un singur substrat ceramic.

În comparație cu tehnologia cu peliculă groasă, tehnologia cu peliculă subțire a oferit posibilitatea unei producții mai precise a elementelor de topologie mai mici, dar a necesitat echipamente mai complexe și mai costisitoare. Dispozitivele fabricate pe plăci ceramice folosind tehnologia filmului gros sau a filmului subțire sunt numite „circuite hibride”. Circuitele hibride au fost produse ca componente ale propriei producții, designul, dimensiunile și scopul lor funcțional au fost diferite pentru fiecare producător, nu au intrat pe piața liberă și, prin urmare, sunt puțin cunoscute.

Circuitele hibride au invadat și micromodule. La început, au folosit elemente discrete pasive și active în miniatură, combinate cu cele tradiționale cablaj imprimat. Tehnologia de asamblare era complexă, cu o mare parte a muncii manuale. Prin urmare, micromodulele erau foarte scumpe, utilizarea lor era limitată la echipamentele de bord. Apoi au fost folosite eșarfe ceramice miniaturale cu peliculă groasă. Mai departe, tehnologia cu peliculă groasă a început să producă rezistențe. Dar diodele și tranzistoarele erau încă folosite discret, ambalate individual.

Micromodulul a devenit un circuit integrat hibrid în momentul în care au fost folosite tranzistori și diode fără pachet, iar structura a fost sigilată într-o carcasă comună. Acest lucru a făcut posibilă automatizarea semnificativă a procesului de asamblare a acestora, reducerea drastică a prețurilor și extinderea domeniului de aplicare. După metoda de formare a elementelor pasive, se disting GIS cu peliculă groasă și cu peliculă subțire.

Primul GIS din URSS

Primele GIS (module de tip „Kvant”, denumite ulterior IS seria 116) din URSS au fost dezvoltate în 1963 la NIIRE (mai târziu NPO Leninets, Leningrad) și în același an și-a început producția în masă a fabricii sale pilot. În aceste GIS, circuitele integrate semiconductoare „R12-2”, dezvoltate în 1962 de uzina de dispozitive semiconductoare din Riga, au fost folosite ca elemente active. Datorită inseparabilității istoriilor creării acestor CI și a caracteristicilor lor, le vom analiza împreună în secțiunea P12-2.

Fără îndoială, modulele Kvant au fost primele din lumea GIS cu integrare pe două niveluri - ca elemente active, au folosit nu tranzistori discreti fără cadru, ci circuite integrate semiconductoare. Este probabil că au fost primele GIS din lume - produse complete din punct de vedere structural și funcțional cu mai multe elemente furnizate consumatorului ca produse comerciale independente. Cele mai vechi produse similare străine identificate de autor sunt modulele IBM SLT descrise mai jos, dar au fost anunțate în anul următor, 1964.

Primul GIS din SUA

Apariția GIS cu peliculă groasă ca element principal de bază al noului computer IBM System /360 a fost anunțată pentru prima dată de IBM în 1964. Se pare că aceasta a fost prima aplicație a GIS în afara URSS, autorul nu a putut găsi exemple mai vechi.

Circuitele integrate semiconductoare din seria „Micrologic” de la Fairchild și „SN-51” de la TI (vom vorbi mai jos despre ele) deja cunoscute la acea vreme în cercurile specialiștilor erau încă inaccesibil de rare și prohibitiv de scumpe pentru uz comercial, ceea ce era construirea unui computer mainframe. Prin urmare, IBM Corporation, luând ca bază proiectarea unui micromodul plat, și-a dezvoltat propria serie de GIS cu peliculă groasă, anunțate sub denumirea generală (spre deosebire de „micromodule”) - „SLT-modules” (Solid Logic Technology - tehnologie solidă logică. De obicei, cuvântul „solid” tradus în rusă ca „solid”, ceea ce este absolut ilogic. Într-adevăr, termenul „module SLT” a fost introdus de IBM ca o opoziție cu termenul „micromodul” și ar trebui să reflecte diferența dintre ele. Dar ambele module sunt „solide”, adică această traducere nu este. Cuvântul „solid” are alte semnificații - „solid”, „întreg”, care subliniază cu succes diferența dintre „modulele SLT” și „micromodulele” - modulele SLT sunt indivizibile, nereparabile, adică „întregi”. Prin urmare, am folosit o traducere non-standard în limba rusă: Solid Logic Technology - solid logic technology).

Modulul SLT era o microplacă ceramică pătrată cu peliculă groasă de jumătate de inch, cu pini verticali presați. Conductoarele și rezistențele de conectare au fost aplicate pe suprafața sa prin serigrafie (conform schemei dispozitivului implementat) și au fost instalate tranzistoare fără pachet. Condensatorii, dacă era necesar, au fost instalați lângă modulul SLT de pe placa dispozitivului. Cu extern aproape identic (micromodulele sunt oarecum mai mari, Fig. 2.), modulele SLT diferă de micromodulele plate printr-o densitate mai mare de elemente, consum redus de energie, viteză mare și fiabilitate ridicată. În plus, tehnologia SLT era destul de ușor de automatizat, astfel încât acestea puteau fi produse în cantități mari la un cost suficient de mic pentru a fi utilizate în echipamente comerciale. Este exact ceea ce avea nevoie IBM. Firma a construit o fabrică automatizată la East Fishkill, lângă New York, pentru a produce module SLT, care le-au produs în milioane de exemplare.

Orez. 2. micromodul URSS și modulul SLT f. IBM. Fotografie STL de la http://infolab.stanford.edu/pub/voy/museum/pictures/display/3-1.htm

După IBM, GIS a început să fie produs de alte companii pentru care GIS a devenit un produs comercial. Designul tipic al micromodulelor plate și modulelor SLT de la IBM Corporation a devenit unul dintre standardele pentru circuitele integrate hibride.

Primele circuite integrate semiconductoare

Până la sfârșitul anilor 1950, industria era bine poziționată pentru a produce componente electronice ieftine. Dar dacă tranzistoarele sau diodele au fost fabricate din germaniu și siliciu, atunci rezistențele și condensatorii au fost fabricate din alte materiale. Mulți au crezut atunci că atunci când se creează circuite hibride, nu vor fi probleme în asamblarea acestor elemente, realizate separat. Și dacă este posibil să se fabrice toate elementele de dimensiune și formă standard și, prin urmare, să se automatizeze procesul de asamblare, atunci costul echipamentului va fi redus semnificativ. Pe baza unui astfel de raționament, susținătorii tehnologiei hibride au considerat-o ca o direcție generală în dezvoltarea microelectronicii.

Dar nu toată lumea a împărtășit această părere. Faptul este că tranzistoarele mesa, și în special tranzistoarele plane, deja create în acea perioadă, au fost adaptate pentru procesarea în loturi, în care au fost efectuate simultan o serie de operațiuni pentru fabricarea mai multor tranzistori pe o singură placă de substrat. Adică, mulți tranzistori au fost fabricați simultan pe o singură placă semiconductoare. Apoi placa a fost tăiată în tranzistoare individuale, care au fost plasate în cazuri individuale. Și apoi producătorul de hardware a combinat tranzistoarele pe o singură placă de circuit imprimat. Au fost oameni care au găsit această abordare ridicolă - de ce să deconectați tranzistoarele și apoi să le combinați din nou. Este posibil să le combinați imediat pe o placă semiconductoare? În același timp, scapă de mai multe operațiuni complexe și costisitoare! Acești oameni au inventat circuite integrate semiconductoare.

Ideea este extrem de simplă și complet evidentă. Dar, așa cum se întâmplă adesea, numai după ce cineva a anunțat-o mai întâi și a dovedit-o. S-a dovedit că de multe ori nu este suficient să anunți pur și simplu, ca în acest caz. Ideea IC a fost anunțată încă din 1952, înainte de apariția metodelor în lot pentru fabricarea dispozitivelor semiconductoare. Pe conferință anuală on Electronic Components, desfășurată la Washington DC, de la British Royal Radar Office din Malvern, Geoffrey Dummer, a prezentat un raport privind fiabilitatea componentelor echipamentelor radar. În raport, el a făcut o declarație profetică: „ Odată cu apariția tranzistorului și munca în domeniul tehnologiei semiconductoarelor, se poate imagina în general echipamente electronice sub forma unui bloc solid care nu conține fire de conectare. Blocul poate consta din straturi de materiale izolatoare, conductoare, de rectificare si armare, in care anumite zone sunt decupate astfel incat acestea sa poata indeplini direct functii electrice.”. Dar această predicție a trecut neobservată de experți. Și-au amintit-o abia după apariția primelor circuite integrate semiconductoare, adică după demonstrarea practică a unei idei de mult anunțate. Cineva trebuia să fie primul care a reformulat și a implementat ideea unui IC semiconductor.

Ca și în cazul tranzistorului, constructorii de circuite integrate cu semiconductori acceptați în general au avut predecesori mai mult sau mai puțin de succes. O încercare de a-și implementa ideea în 1956 a fost făcută chiar de Dammer, dar a eșuat. În 1953, Harvick Johnson de la RCA a primit un brevet pentru un oscilator cu un singur cip, iar în 1958, împreună cu Thorkel Wallmark, a anunțat conceptul de „dispozitiv integrat cu semiconductor”. În 1956, Ross, un angajat al Bell Labs, a realizat un circuit de contor binar folosind baza n-p-n-p structuri dintr-un singur cristal. În 1957, Yasuro Taru de la firma japoneză MITI a primit un brevet pentru combinarea diferitelor tranzistoare într-un singur cip. Dar toate acestea și alte dezvoltări similare au fost de natură privată, nu au fost aduse în producție și nu au devenit baza dezvoltării electronicii integrate. Doar trei proiecte au contribuit la dezvoltarea PI în producția industrială.

Deja menționatii Jack Kilby de la Texas Instruments (TI), Robert Noyce de la Fairchild (ambele din SUA) și Yuri Valentinovich Osokin de la Biroul de Proiectare al Uzinei de Dispozitive Semiconductori din Riga (URSS) s-au dovedit a fi norocoși. Americanii au creat modele experimentale de circuite integrate: J. Kilby - un model al generatorului IC (1958), apoi un declanșator mesa-tranzistor (1961), R. Noyce - un declanșator de tehnologie plană (1961) și Yu. Osokin - IC-ul logic „2NOT-OR” din Germania care a intrat imediat în producție în serie (1962). Aceste firme au început producția de serie de circuite integrate aproape simultan, în 1962.

Primele circuite integrate semiconductoare din SUA

IP Jack Kilby. Seria IS „ SN-51”

În 1958, J. Kilby (un pionier în utilizarea tranzistorilor în aparatele auditive) s-a mutat la Texas Instruments. Nou-venitul Kilby, ca inginer de circuite, a fost „aruncat” pentru a îmbunătăți umplutura cu micromodule a rachetelor prin crearea unei alternative la micromodule. A fost luată în considerare opțiunea de asamblare a blocurilor din piese de formă standard, similară cu asamblarea modelelor de jucărie din figurile LEGO. Dar Kilby era fascinat de altceva. Efectul „aspect proaspăt” a jucat un rol decisiv: în primul rând, el a declarat imediat că micromodulele sunt o fundătură, iar în al doilea rând, după ce a admirat structurile mesa, a ajuns la concluzia că circuitul ar trebui (și poate) fi implementat dintr-un singur material. - un semiconductor. Kilby era conștient de ideea lui Dummer și eșecul său de a o implementa în 1956. După ce a analizat, a înțeles motivul eșecului și a găsit o modalitate de a-l depăși. „ Meritul meu este că luând această idee, am transformat-o în realitate.”, a spus J. Kilby mai târziu în discursul său Nobel.

Ne-a câștigat încă dreptul de a pleca, a lucrat fără amestec în laborator, în timp ce toată lumea se odihnea. Pe 24 iulie 1958, Kilby a formulat un concept într-un jurnal de laborator numit Monolithic Idea. Esența sa a fost aceea”. .. elementele de circuit, cum ar fi rezistențele, condensatoarele, condensatoarele distribuite și tranzistoarele pot fi integrate într-un singur cip - cu condiția să fie realizate din același material ... În proiectarea unui circuit flip-flop, toate elementele trebuie să fie realizate din siliciu, iar rezistențele vor folosi rezistență de volum de siliciu, iar condensatoare - capacități ale joncțiunilor p-n” . „Ideea unui monolit” s-a întâlnit cu o atitudine condescendent ironică din partea conducerii Texas Instruments, care a cerut dovada posibilității de a produce tranzistori, rezistențe și condensatori dintr-un semiconductor și operabilitatea unui circuit asamblat din astfel de elemente.

În septembrie 1958, Kilby și-a realizat ideea - a realizat un generator din două bucăți de germaniu de 11,1 x 1,6 mm, lipite cu ceară de albine pe un substrat de sticlă, care conține două tipuri de regiuni de difuzie (Fig. 1). A folosit aceste zone și contactele disponibile pentru a crea un circuit generator, conectând elementele cu fire subțiri de aur cu diametrul de 100 de microni prin sudare prin termocompresie. Dintr-o zonă a fost creat un mestranzistor, din cealaltă, un lanț RC. Cele trei generatoare asamblate au fost demonstrate conducerii companiei. Când s-a conectat la curent, au funcționat la o frecvență de 1,3 MHz. S-a întâmplat pe 12 septembrie 1958. O săptămână mai târziu, Kilby a făcut un amplificator într-un mod similar. Dar acestea nu erau încă structuri integrate, erau structuri tridimensionale ale circuitelor integrate semiconductoare, dovedind ideea de a produce toate elementele de circuit dintr-un singur material - un semiconductor.

Orez. 3. Tip 502 trigger J. Kilby. Fotografie de pe http://www.computerhistory.org/semiconductor/timeline/1958-Miniaturized.html

Primul circuit cu adevărat integrat al lui Kilby, realizat dintr-o singură bucată de germaniu monolitic, a fost CI de declanșare experimentală de tip 502 (Fig. 3). A folosit atât rezistența în vrac a germaniului, cât și capacitatea joncțiunii p-n. Prezentarea sa a avut loc în martie 1959. Un număr mic de astfel de circuite integrate au fost fabricate în laborator și vândute într-un cerc îngust la un preț de 450 USD. CI conținea șase elemente: patru tranzistoare mesa și două rezistențe plasate pe o placă de siliciu cu un diametru de 1 cm. Dar CI Kilby avea un dezavantaj serios - tranzistoarele mesa, care, sub formă de coloane „active” microscopice, se ridicau deasupra. restul, partea „pasivă” a cristalului. Conexiunea stâlpilor mesa unul cu altul în Kilby IS a fost realizată prin fierbere de fire subțiri de aur - „tehnologia păroasă” urâtă de toată lumea. A devenit clar că, cu astfel de interconexiuni, nu se poate realiza un microcircuit cu un număr mare de elemente - pânza de sârmă se va rupe sau se va reînchide. Da, iar germaniul la acea vreme era deja considerat un material nepromițător. Descoperirea nu s-a produs.

Până în acest moment, tehnologia de siliciu planar a fost dezvoltată la Fairchild. Având în vedere toate acestea, Texas Instruments a trebuit să lase deoparte tot ceea ce făcuse Kilby și să treacă, fără Kilby, la dezvoltarea unei serii de circuite integrate bazate pe tehnologia siliciului planar. În octombrie 1961, compania a anunțat crearea unei serii de circuite integrate de tip SN-51, iar din 1962 și-a început producția și furnizarea în masă în interesul Departamentului de Apărare al SUA și al NASA.

IP de Robert Noyce. Seria IS „Micrologic”

În 1957, din mai multe motive, W. Shockley, inventatorul tranzistorului de joncțiune, a părăsit un grup de opt tineri ingineri care doreau să încerce să-și pună în aplicare propriile idei. „Cei opt trădători”, așa cum i-a numit Shockley, conduși de R. Noyce și G. Moore, au fondat Fairchild Semiconductor („copil frumos”). Compania era condusă de Robert Noyce, acesta avea atunci 23 de ani.

La sfârșitul anului 1958, fizicianul D. Horney, care lucra la Fairchild Semiconductor, a dezvoltat o tehnologie plană pentru fabricarea tranzistoarelor. Iar fizicianul de origine cehă Kurt Lehovek, care a lucrat la Sprague Electric, a dezvoltat o tehnică de utilizare a unei joncțiuni n - p inversate pentru a izola electric componentele. În 1959, Robert Noyce, auzind despre layout-ul IC al lui Kilby, a decis să încerce să construiască un circuit integrat combinând procesele propuse de Horney și Lehovek. Și în locul „tehnologiei păroase” a interconexiunilor, Noyce a propus depunerea selectivă a unui strat subțire de metal peste structuri semiconductoare izolate cu dioxid de siliciu, cu legătură la contactele elementelor prin găurile lăsate în stratul izolator. Acest lucru a făcut posibilă „imersarea” elementelor active în corpul unui semiconductor, izolându-le cu oxid de siliciu și apoi conectarea acestor elemente cu piste de aluminiu sau aur pulverizate, care sunt create folosind procese de fotolitografie, metalizare și gravare în ultima etapă a fabricarea produsului. Astfel, a fost obținută o opțiune cu adevărat „monolitică” pentru combinarea componentelor într-un singur circuit, iar noua tehnologie a fost numită „planară”. Dar mai întâi, ideea trebuia testată.

Orez. 4. Declanșator experimental R. Noyce. Fotografie de pe http://www.computerhistory.org/semiconductor/timeline/1960-FirstIC.html

Orez. 5. Fotografie Micrologic IC în revista Life. Fotografie de pe http://www.computerhistory.org/semiconductor/timeline/1960-FirstIC.html

În august 1959, R. Noyce l-a instruit pe Joey Last să elaboreze o variantă a IC bazată pe tehnologia plană. Mai întâi, la fel ca Kilby, au realizat un aspect de declanșare pe mai multe cristale de siliciu, pe care au fost realizate 4 tranzistoare și 5 rezistențe. Apoi, pe 26 mai 1960, a fost fabricat primul declanșator cu un singur cip. Pentru a izola elementele din acesta, au fost gravate caneluri adânci pe partea din spate a plachetei de siliciu, umplută cu rășină epoxidică. La 27 septembrie 1960 a fost realizată cea de-a treia versiune a declanșatorului (Fig. 4), în care elementele au fost izolate printr-o joncțiune p - n conectată înapoi.

Până atunci, Fairchild Semiconductor s-a ocupat doar de tranzistori; nu avea ingineri de circuite care să creeze circuite integrate semiconductoare. Prin urmare, Robert Norman de la Sperry Gyroscope a fost invitat ca proiectant al circuitelor. Norman era familiarizat cu logica rezistență-tranzistor, pe care compania, la sugestia sa, a ales-o ca bază pentru viitoarea sa serie Micrologic IC, care și-a găsit prima aplicație în echipamentele rachete Minuteman. În martie 1961, Fairchild a anunțat primul IC experimental din această serie (un F-flip-flop care conține șase elemente: patru tranzistoare bipolare și două rezistențe plasate pe o placă de 1 cm) odată cu publicarea fotografiei sale (Fig. 5) în revistă viaţă(datat 10 martie 1961). Alte 5 CI au fost anunțate în octombrie. Și de la începutul anului 1962, Fairchild a lansat producția de masă de circuite integrate și furnizarea acestora, de asemenea, în interesul Departamentului de Apărare al SUA și al NASA.

Kilby și Noyce au fost nevoiți să asculte multe critici cu privire la inovațiile lor. Se credea că randamentul practic al circuitelor integrate adecvate ar fi foarte scăzut. Este clar că ar trebui să fie mai mic decât cel al tranzistorilor (pentru că conține mai mulți tranzistori), pentru care atunci nu era mai mare de 15%. În al doilea rând, mulți credeau că circuitele integrate foloseau materiale neadecvate, deoarece rezistențele și condensatorii nu erau fabricați din semiconductori la acel moment. În al treilea rând, mulți nu au putut accepta ideea de nereparabilitate a IP. Li s-a părut o blasfemie să arunce un produs în care doar unul dintre multele elemente a eșuat. Toate îndoielile au fost eliminate treptat când circuitele integrate au fost utilizate cu succes în programele militare și spațiale ale SUA.

Unul dintre fondatorii Fairchild Semiconductor, G. Moore, a formulat legea de bază pentru dezvoltarea microelectronicii cu siliciu, conform căreia numărul de tranzistori dintr-un cip de circuit integrat s-a dublat în fiecare an. Această lege, numită „legea lui Moore”, a funcționat destul de bine în primii 15 ani (începând cu 1959), iar apoi această dublare a avut loc în aproximativ un an și jumătate.

Mai mult, industria IP din Statele Unite a început să se dezvolte într-un ritm rapid. În Statele Unite, a început un proces asemănător avalanșei de apariție a întreprinderilor orientate exclusiv „sub plan”, ajungând uneori la punctul în care se înregistrau o duzină de firme pe săptămână. În urmărirea veteranilor (firmele W. Shockley și R. Noyce), precum și datorită stimulentelor fiscale și a serviciilor oferite de Universitatea Stanford, „noi veniți” s-au grupat în principal în Valea Santa Clara (California). Așadar, nu este de mirare că în 1971, cu mâna ușoară a jurnalistului care popularizează inovațiile tehnice, Don Hofler, a intrat în circulație imaginea romantic-tehnogenică a „Silicon Valley”, devenită pentru totdeauna sinonimă cu Mecca tehnologicului semiconductor. revoluţie. Apropo, în acea zonă există într-adevăr o vale, înainte renumită pentru numeroasele sale livezi de caise, cireși și pruni, care avea un alt nume, mai plăcut, înainte de a apărea în ea Shockley - Valley of Heart's Delight, acum, din păcate, aproape. uitat.

În 1962, producția în masă a circuitelor integrate a început în Statele Unite, deși volumul livrărilor lor către clienți s-a ridicat la doar câteva mii. Cel mai puternic stimulent pentru dezvoltarea industriilor de fabricare a instrumentelor și electronice în noua baza a fost racheta și tehnologia spațială. Statele Unite nu aveau atunci aceleași rachete balistice intercontinentale puternice ca și cele sovietice și, pentru a crește încărcarea, au fost nevoite să meargă la reducerea maximă a masei portavionului, inclusiv a sistemelor de control, prin introducerea realizările recente tehnologie electronică. Firmele Texas Instrument și Fairchild Semiconductor au semnat contracte mari pentru dezvoltarea și fabricarea de circuite integrate cu Departamentul de Apărare al SUA și cu NASA.

Primele circuite integrate semiconductoare din URSS

Până la sfârșitul anilor 1950, industria sovietică avea nevoie atât de mult de diode și tranzistoare semiconductoare încât au fost necesare măsuri drastice. În 1959, au fost înființate fabrici de dispozitive semiconductoare la Aleksandrov, Bryansk, Voronezh, Riga etc. În ianuarie 1961, Comitetul Central al PCUS și Consiliul de Miniștri al URSS au adoptat un alt decret „Cu privire la dezvoltarea industriei semiconductoarelor”, care prevedea construirea de fabrici și institute de cercetare în Kiev, Minsk, Erevan, Nalcik și alte orașe.

Ne va interesa una dintre noile centrale - mai sus menționată Riga Semiconductor Plant (RZPP, și-a schimbat numele de mai multe ori, pentru simplitate, o folosim pe cea mai cunoscută, funcțională și acum). Ca rampă de lansare, noii fabrici i s-a dat clădirea școlii tehnice cooperatiste în construcție cu o suprafață de 5300 m 2, iar în același timp a început și construcția unei clădiri speciale. Până în februarie 1960, la uzină au fost deja create 32 de servicii, 11 laboratoare și producție pilot, care a început în aprilie pentru a pregăti producția primelor instrumente. Fabrica avea deja 350 de angajați, dintre care 260 au fost trimiși să studieze la Institutul de Cercetare din Moscova-35 (mai târziu Institutul de Cercetare Pulsar) și la Uzina Svetlana din Leningrad în cursul anului. Și până la sfârșitul anului 1960, numărul de angajați a ajuns la 1900 de oameni. Inițial, liniile tehnologice au fost amplasate în sala de sport reconstruită a clădirii școlii tehnice cooperatiste, iar laboratoarele biroului de proiectare experimentală au fost amplasate în fostele săli de clasă. Primele dispozitive (tranzistoare de germaniu de aliaj de difuzie și conversie P-401, P-403, P-601 și P-602 dezvoltate de NII-35) au fost produse de fabrică la 9 luni de la semnarea comenzii privind crearea sa, în martie 1960. Și până la sfârșitul lunii iulie, a produs primele mii de tranzistori P-401. Apoi a stăpânit multe alte tranzistoare și diode în producție. În iunie 1961, a fost finalizată construcția unei clădiri speciale, în care a început producția de masă a dispozitivelor semiconductoare.

Din 1961, fabrica a început lucrări independente de dezvoltare tehnologică, inclusiv mecanizarea și automatizarea producției de tranzistori bazate pe fotolitografie. Pentru aceasta, a fost dezvoltat primul repetor foto domestic (photostamp) - o instalație pentru combinarea și imprimarea fotografiilor de contact (dezvoltată de A.S. Gotman). Întreprinderile Ministerului Industriei Radio, inclusiv KB-1 (mai târziu NPO Almaz, Moscova) și NIIRE, au oferit o mare asistență în finanțarea și fabricarea de echipamente unice. Atunci cei mai activi dezvoltatori de echipamente radio de dimensiuni mici, neavând propria bază tehnologică de semiconductori, căutau modalități de interacțiune creativă cu fabricile de semiconductori nou create.

La RZPP, s-au desfășurat lucrări active pentru automatizarea producției de tranzistoare cu germaniu de tipurile P401 și P403 pe baza liniei de producție Ausma creată de fabrică. Designerul său șef (GK) A.S. Gotman a propus să realizeze piste purtătoare de curent pe suprafața de germaniu de la electrozii tranzistorului până la periferia cristalului, pentru a suda mai ușor cablurile tranzistorului în carcasă. Dar, cel mai important, aceste piste ar putea fi folosite ca terminale externe ale tranzistorului atunci când au fost asamblate fără un pachet pe plăci (conținând elemente de conectare și pasive), lipindu-le direct pe plăcuțele de contact corespunzătoare (de fapt, tehnologia de creare a circuitelor integrate hibride). a fost propus). Metoda propusă, în care căile de transport de curent ale cristalului, cum ar fi, sărută plăcuțele de contact ale plăcii, a primit numele original - „tehnologia sărutului”. Dar din cauza unei serii de probleme tehnologice care s-au dovedit a fi insolubile la acel moment, legate în principal de problemele de precizie a obținerii contactelor pe o placă de circuit imprimat, nu a fost posibil să se implementeze practic „tehnologia sărutului”. Câțiva ani mai târziu, o idee similară a fost implementată în SUA și URSS și și-a găsit aplicație largă în așa-numitele „plumi cu bile” și în tehnologia „chip-on-board”.

Cu toate acestea, companiile de hardware care cooperează cu RZPP, inclusiv NIIRE, sperau în „tehnologia sărutului” și plănuiau să o folosească. În primăvara anului 1962, când a devenit clar că implementarea sa era amânată pe termen nelimitat, inginerul șef NIIRE V.I. Smirnov i-a cerut directorului RZPP S.A. Bergman să găsească o altă modalitate de a implementa un circuit cu mai multe elemente de tip 2NOT-OR, universal pentru construirea de dispozitive digitale.

Orez. 7. Circuitul echivalent al IS R12-2 (1LB021). Extragere din prospectul IP din 1965

Primele IS și GIS de Yuri Osokin. circuit solid R12-2(serie IC 102 și 116 )

Directorul RZPP a încredințat această sarcină unui tânăr inginer, Yuri Valentinovich Osokin. Am organizat un departament format dintr-un laborator tehnologic, un laborator de dezvoltare și fabricare a măștilor foto, un laborator de măsurare și o linie pilot de producție. La acel moment, tehnologia de fabricare a diodelor și tranzistoarelor cu germaniu a fost livrată către RZPP și a fost luată ca bază pentru o nouă dezvoltare. Și deja în toamna anului 1962 au fost obținute primele prototipuri ale circuitului solid de germaniu 2NE-OR (din moment ce termenul IP nu exista atunci, din respect pentru treburile acelor vremuri, vom păstra denumirea de „circuit solid” - TS), care a primit denumirea de fabrică „P12-2”. S-a păstrat o broșură publicitară din 1965 pe P12-2 (Fig. 6), informații și ilustrații din care vom folosi. TS R12-2 conținea două tranzistoare de germaniu p - n - p (tranzistoare modificate de tipurile P401 și P403) cu o sarcină totală sub forma unui rezistor de germaniu de tip p distribuit (Fig. 7).

Orez. 8. Structura IS R12-2. Extragere din prospectul IP din 1965

Orez. 9. Desen cote al vehiculului R12-2. Extragere din prospectul IP din 1965

Conductoarele exterioare sunt formate prin sudare prin termocompresie între regiunile de germaniu ale structurii TC și aurul firelor de plumb. Acest lucru asigură funcționarea stabilă a circuitelor sub influențe externe în condițiile tropicale și ceață marină, ceea ce este deosebit de important pentru lucrul în centralele telefonice automate cvasi-electronice navale fabricate de uzina VEF Riga, care este și ea interesată de această dezvoltare.

Din punct de vedere structural, TS R12-2 (și ulterior R12-5) au fost realizate sub forma unei „tablete” (Fig. 9) dintr-o cupă metalică rotundă cu un diametru de 3 mm și o înălțime de 0,8 mm. Un cristal TS a fost plasat în el și umplut cu un compus polimeric, din care au ieșit capete scurte exterioare ale cablurilor din sârmă de aur moale cu diametrul de 50 μm, sudate pe cristal. Greutatea lui P12-2 nu a depășit 25 mg. În acest design, RH-urile au fost rezistente la 80% umiditate relativă la o temperatură ambiantă de 40°C și la ciclul de temperatură de la -60° la 60°C.

Până la sfârșitul anului 1962, producția pilot a RZPP a produs aproximativ 5 mii de vehicule R12-2, iar în 1963 au fost fabricate câteva zeci de mii dintre ele. Astfel, 1962 a fost anul nașterii industriei microelectronice în SUA și URSS.

Orez. 10. TC R12-2 grupe

Orez. 11. Principalele caracteristici electrice ale R12-2

Tehnologia semiconductoarelor era atunci la început și nu garanta încă repetabilitatea strictă a parametrilor. Prin urmare, dispozitivele operabile au fost sortate în grupuri de parametri (acest lucru se face adesea în timpul nostru). Locuitorii din Riga au făcut același lucru, instalând 8 tipuri de TS R12-2 (Fig. 10). Toate celelalte caracteristici electrice și alte caracteristici sunt aceleași pentru toate evaluările (Fig. 11).

Producția TS R12-2 a început simultan cu cercetarea și dezvoltarea „Durite”, care s-a încheiat în 1964 (GK Yu.V. Osokin). În cadrul acestei lucrări, a fost dezvoltată o tehnologie de grup îmbunătățită pentru producția în serie de TC-uri de germaniu bazată pe fotolitografie și depunerea galvanică a aliajelor printr-o mască foto. Este important solutii tehniceînregistrată ca o invenție a lui Osokin Yu.V. și Mikhalovici D.L. (A.S. Nr. 36845). Mai multe articole de Yu.V. Osokina în colaborare cu specialiștii KB-1 I.V. Nimic, G.G. Smolko și Yu.E. Naumov cu o descriere a designului și caracteristicilor vehiculului R12-2 (și vehiculului R12-5 ulterior).

Designul lui P12-2 a fost bun pentru toată lumea, cu excepția unui singur lucru - consumatorii nu știau cum să folosească produse atât de mici cu cele mai subțiri concluzii. Firmele de hardware, de regulă, nu aveau nici tehnologia, nici echipamentul pentru acest lucru. Pe toată perioada lansării R12-2 și R12-5, utilizarea lor a fost stăpânită de NIIRE, Uzina Radio Zhiguli a Ministerului Industriei Radio, VEF, NIIP (din 1978 NPO Radiopribor) și alte câteva întreprinderi. Înțelegând problema, dezvoltatorii TS, împreună cu NIIRE, au gândit imediat cel de-al doilea nivel de design, care, în același timp, a crescut densitatea aspectului echipamentului.

Orez. 12. Modul de 4 vehicule R12-2

În 1963, în cadrul cercetării și dezvoltării „Kvant” (GK A.N. Pelipenko, cu participarea lui E.M. Lyakhovich), proiectarea modulului a fost dezvoltată în NIIRE, în care au fost combinate patru TS R12-2 (Fig. 12). De la două până la patru TC-uri R12-2 (într-o carcasă) au fost plasate pe o microplacă din fibră de sticlă subțire, care împreună implementează o anumită unitate funcțională. Până la 17 fire au fost presate pe placă (numărul a variat pentru un anumit modul) lungime de 4 mm. Microplaca a fost plasată într-o cupă de metal ștanțată cu dimensiunea de 21,6 × 10. 6,6 mm și o adâncime de 3,1 mm și umplut cu un compus polimeric. Rezultatul este un circuit integrat hibrid (GIS) cu elemente dublu sigilate. Și, așa cum am spus, a fost primul GIS din lume cu integrare pe două niveluri și, poate, primul GIS în general. Au fost dezvoltate opt tipuri de module cu numele comun „Quantum”, care îndeplineau diverse funcții logice. Ca parte a unor astfel de module, vehiculele R12-2 au rămas operaționale sub influența accelerațiilor constante de până la 150 g și a sarcinilor vibraționale în intervalul de frecvență de 5-2000 Hz cu accelerații de până la 15 g.

Modulele Kvant au fost produse mai întâi de producția experimentală a NIIRE, iar apoi au fost transferate la Uzina Radio Zhiguli a Ministerului Industriei Radio din URSS, care le-a furnizat diverșilor consumatori, inclusiv uzina VEF.

Modulele TS R12-2 și Kvant bazate pe acestea s-au dovedit bine și au fost utilizate pe scară largă. În 1968, a fost lansat un standard care a stabilit un sistem unificat de desemnări pentru circuitele integrate din țară, iar în 1969 - General specificații pentru circuite integrate semiconductoare (NP0.073.004TU) și hibride (NP0.073.003TU) cu sistem unificat cerințe. În conformitate cu aceste cerințe, Biroul Central pentru Aplicarea Circuitelor Integrate (TsBPIMS, ulterior Biroul Central de Proiectare Dayton, Zelenograd), la 6 februarie 1969, a aprobat noi condiții tehnice pentru TS ShT3.369.001-1TU. În același timp, termenul „circuit integrat” al seriei 102 a apărut pentru prima dată în denumirea produsului. De fapt, era un singur circuit integrat, sortat în patru grupuri după tensiunea de ieșire și capacitatea de sarcină.

Orez. 13. IC seriile 116 și 117

Și la 19 septembrie 1970, specificațiile tehnice AB0.308.014TU pentru modulele Kvant, care au primit denumirea IS din seria 116, au fost aprobate la TsBPIMS (Fig. 13). Seria a inclus nouă circuite integrate: 1KhL161, 1KhL162 și 1KhL163 - circuite digitale multifuncționale; 1LE161 și 1LE162 - două și patru elemente logice 2NOT-OR; 1TP161 și 1TP1162 - unul și doi declanșatori; 1UP161 - amplificator de putere, precum și 1LP161 - element logic „interdicție” pentru 4 intrări și 4 ieșiri. Fiecare dintre aceste circuite integrate a avut de la patru până la șapte versiuni, care diferă în ceea ce privește tensiunea semnalului de ieșire și capacitatea de încărcare, în total au existat 58 de evaluări de circuite integrate. Execuțiile au fost marcate cu o literă după partea digitală a desemnării IS, de exemplu, 1ХЛ161Ж. În viitor, gama de module sa extins. Circuitele integrate din seria 116 erau de fapt hibride, dar la cererea RZPP au fost etichetate ca semiconductor (prima cifră din denumire este „1”, hibrizii ar trebui să aibă „2”).

În 1972, printr-o decizie comună a Ministerului Industriei Electronice și a Ministerului Industriei Radio, producția de module a fost transferată de la Uzina Radio Zhiguli la RZPP. Acest lucru a eliminat necesitatea de a transporta circuitele integrate din seria 102 pe distanțe lungi, astfel încât nu a fost nevoie să se încapsuleze matrița fiecărui circuit integrat. Ca rezultat, proiectarea circuitelor integrate din seria 102 și din seria 116 a fost simplificată: nu a fost nevoie să ambalați circuitele integrate din seria 102 într-o cupă de metal umplută cu compus. Circuitele integrate neambalate din seria 102 într-un container tehnologic au fost livrate la un magazin vecin pentru asamblarea circuitelor integrate din seria 116, montate direct pe microplaca lor și sigilate în carcasa modulului.

La mijlocul anilor 1970, a fost lansat un nou standard pentru sistemul de notare IP. După aceea, de exemplu, IS 1LB021V a primit denumirea 102LB1V.

Al doilea IS și GIS al lui Yuri Osokin. circuit solid R12-5(serie IC 103 și 117 )

Până la începutul anului 1963, ca urmare a lucrărilor serioase privind dezvoltarea tranzistoarelor n - p - n de înaltă frecvență, echipa Yu.V. Osokina a acumulat multă experiență cu straturi p pe napolitana originală cu n-germaniu. Acest lucru și disponibilitatea tuturor componentelor tehnologice necesare i-au permis lui Osokin în 1963 să înceapă să dezvolte o nouă tehnologie și design pentru o versiune mai rapidă a TS. În 1964, la ordinul NIIRE, a fost finalizată dezvoltarea R12-5 TS și a modulelor bazate pe acesta. Conform rezultatelor sale, în 1965, a fost deschisă Palanga R&D (GK Yu.V. Osokin, adjunctul său - D.L. Mikhalovich, finalizat în 1966). Modulele bazate pe P12-5 au fost dezvoltate în cadrul aceluiași R&D „Kvant” ca și modulele bazate pe P12-2. Concomitent cu specificațiile tehnice pentru seriile 102 și 116, au fost specificațiile tehnice ShT3.369.002-2TU pentru circuitele integrate din seria 103 (R12-5) și AV0.308.016TU pentru circuitele integrate din seria 117 (module bazate pe circuitele integrate din seria 103) aprobat. Nomenclatura tipurilor și evaluărilor standard ale TS R12-2, modulele pe acestea și seriile IS 102 și 116 a fost identică cu nomenclatorul TS R12-5 și, respectiv, IS seria 103 și 117. Ele diferă doar în ceea ce privește viteza și tehnologia de fabricație a cipului IC. Timpul de întârziere tipic de propagare al seriei 117 a fost de 55 ns față de 200 ns pentru seria 116.

Din punct de vedere structural, R12-5 TS a fost o structură semiconductoare cu patru straturi (Fig. 14), unde substratul de tip n și emițătorii de tip p + erau conectați la autobuz comun„pământuri”. Principalele soluții tehnice pentru construcția R12-5 TS sunt înregistrate ca invenție a lui Osokin Yu.V., Mikhalovich D.L. Kaidalova Zh.A. și Akmensa Ya.P. (A.S. Nr. 248847). În fabricarea structurii cu patru straturi a TS R12-5, un know-how important a fost formarea unui strat p de tip n în placa originală de germaniu. Acest lucru a fost realizat prin difuzia zincului într-o fiolă de cuarț sigilată, unde plăcile sunt situate la o temperatură de aproximativ 900 ° C, iar zincul este situat la celălalt capăt al fiolei la o temperatură de aproximativ 500 ° C. formarea structurii TS în stratul p creat este similară cu TS R12-2. Tehnologie nouă a făcut posibilă scăparea de forma complexă a cristalului TS. Napolitanele cu P12-5 au fost, de asemenea, măcinate din partea din spate până la o grosime de aproximativ 150 μm cu păstrarea unei părți a plachetei originale, apoi au fost mâzgălite în cipuri IC dreptunghiulare separate.

Orez. 14. Structura cristalină a TS P12-5 din AS nr. 248847. 1 și 2 - masă, 3 și 4 - intrări, 5 - ieșire, 6 - putere

După primele rezultate pozitive la fabricarea vehiculelor experimentale R12-5, la comanda KB-1, a fost deschisă Mezon-2 R&D, care vizează crearea de vehicule cu patru R12-5. În 1965, probele operaționale au fost obținute într-o carcasă plată ceramică-metal. Dar P12-5 s-a dovedit a fi dificil de fabricat, în principal din cauza dificultății de a forma un strat p dopat cu zinc pe placa originală n-Ge. Cristalul s-a dovedit a fi nevoie de forță de muncă pentru fabricare, procentul de randament este scăzut, iar costul TS este mare. Din aceleași motive, R12-5 TS a fost produs în volume mici și nu l-a putut înlocui pe R12-2, mai lent, dar avansat din punct de vedere tehnologic. Iar cercetarea și dezvoltarea „Mezon-2” nu a continuat deloc, inclusiv din cauza problemelor de interconectare.

Până la acel moment, Institutul de Cercetare Pulsar și NIIME lucrau deja pe un front larg pentru a dezvolta tehnologia de siliciu plană, care are o serie de avantaje față de germaniu, principalul dintre acestea fiind un interval de temperatură de funcționare mai mare (+150°С pentru siliciu și + 70°С pentru siliciu). germaniu) iar siliciul are un natural folie protectoare SiO2. Iar specializarea RZPP a fost reorientată către crearea de circuite integrate analogice. Prin urmare, specialiștii RZPP au considerat inadecvată dezvoltarea tehnologiei cu germaniu pentru producția de circuite integrate. Cu toate acestea, în producția de tranzistori și diode, germaniul nu a renunțat la pozițiile sale de ceva timp. În departamentul Yu.V. Osokin, deja după 1966, RZPP a dezvoltat și produs tranzistoare cu microunde planare cu zgomot redus cu germaniu GT329, GT341, GT 383 etc. Crearea lor a fost distinsă cu Premiul de Stat al URSS letonă.

Aplicație

Orez. 15. Unitate aritmetică pe module cu circuite solide. Fotografie din broșura TS din 1965

Orez. 16. Dimensiuni comparative ale dispozitivului de control automat al centralei telefonice, realizat pe un releu si un vehicul. Fotografie din broșura TS din 1965

Clienții și primii consumatori ai R12-2 TS și module au fost creatorii unor sisteme specifice: computerul Gnom (Fig. 15) pentru sistemul de bord Kupol (NIIRE, GK Lyakhovich E.M.) și centralele telefonice automate navale și civile (instalație). VEF, GK Misulovin L.Ya.). A participat activ la toate etapele creării vehiculelor și modulelor R12-2, R12-5 pe acestea și KB-1, principalul curator al acestei cooperări din KB-1 a fost N.A. Barkanov. Aceștia au ajutat la finanțare, fabricarea echipamentelor, cercetarea TS și module în diferite moduri și condiții de funcționare.

TS R12-2 și modulele „Quantum” bazate pe acesta au fost primele microcircuite din țară. Da, și în lume au fost printre primii - doar în SUA au început să producă primele lor circuite integrate semiconductoare de la Texas Instruments și Fairchild Semiconductor, iar în 1964 IBM a început să producă circuite integrate hibride cu peliculă groasă pentru computerele sale. În alte țări, IP nu s-a gândit încă. Prin urmare, circuitele integrate au fost o curiozitate pentru public, eficiența aplicării lor a făcut o impresie izbitoare și a fost jucată în reclamă. În broșura de supraviețuire a vehiculului R12-2 din 1965 (pe baza unor aplicații deja reale) scrie: „ Utilizarea circuitelor solide R12-2 în dispozitivele de calcul la bord face posibilă reducerea greutății și dimensiunile acestor dispozitive cu un factor de 10-20, reducerea consumului de energie și creșterea fiabilității operaționale. ... Utilizarea circuitelor solide R12-2 în sistemele de control și comutare ale căilor de transmitere a informațiilor ale centralelor telefonice automate face posibilă reducerea volumului dispozitivelor de control de aproximativ 300 de ori, precum și reducerea semnificativă a consumului de energie (cu 30- de 50 de ori)” . Aceste afirmații au fost ilustrate prin fotografii ale dispozitivului aritmetic al computerului Gnom (Fig. 15) și o comparație a rack-ului ATS fabricat la acea vreme de fabrica VEF pe baza unui releu cu un mic bloc în palma fetei (Fig. 16). ). Au existat alte numeroase aplicații ale primelor circuite integrate de la Riga.

Productie

Acum este dificil să restabiliți o imagine completă a volumelor de producție ale circuitelor integrate din seriile 102 și 103 de-a lungul anilor (astăzi RZPP s-a transformat dintr-o fabrică mare într-o producție mică și multe arhive s-au pierdut). Dar conform memoriilor lui Yu.V. Osokin, în a doua jumătate a anilor 1960, producția se ridica la multe sute de mii pe an, în anii 1970 - milioane. Conform înregistrărilor sale personale, în 1985, au fost emise IC-uri din seria 102 - 4.100.000 de bucăți, module din seria 116 - 1.025.000 de bucăți, IC-uri din seria 103 - 700.000 de piese, module din seria 117 - 175, 000000 buc.

La sfârşitul anului 1989 Yu.V. Osokin, pe atunci directorul general al software-ului Alpha, a apelat la conducerea Comisiei Militar-Industriale din cadrul Consiliului de Miniștri al URSS (VPK) cu o solicitare de a scoate din producție seriile 102, 103, 116 și 117 din cauza învechirii lor. și intensitate ridicată a muncii (de 25 de ani, microelectronica este departe de a merge înainte), dar a primit un refuz categoric. Vicepreședinte al Complexului Militar Industrial V.L. Koblov i-a spus că avioanele zboară fiabil și că un înlocuitor nu se pune în discuție. După prăbușirea URSS, circuitele integrate din seriile 102, 103, 116 și 117 au fost produse chiar înainte de mijlocul anilor 1990, adică timp de mai bine de 30 de ani. Calculatoarele „Gnome” sunt încă în cabina de navigație a „Il-76” și a altor avioane. „Acesta este un supercomputer”, piloții noștri nu sunt pierduți atunci când colegii lor străini sunt surprinși să fie interesați de o unitate care nu a mai fost văzută până acum.

Despre prioritati

În ciuda faptului că J. Kilby și R. Noyce au avut predecesori, aceștia sunt recunoscuți de comunitatea mondială ca fiind inventatorii circuitului integrat.

R. Kilby și J. Noyce, prin firmele lor, au solicitat un brevet de invenție a circuitului integrat. Texas Instruments a solicitat brevetul mai devreme, în februarie 1959, în timp ce Fairchild a făcut acest lucru abia în iulie a acelui an. Dar brevetul cu numărul 2981877 a fost eliberat în aprilie 1961 către R. Noyce. J. Kilby a dat în judecată și abia în iunie 1964 și-a primit brevetul cu numărul 3138743. Apoi a avut loc un război de zece ani al priorităților, în urma căruia (rar) „prietenia a câștigat”. În cele din urmă, Curtea de Apel a susținut pretenția lui R. Noyce de primație în tehnologie, dar a decis că J. Kilby a fost creatorul primului microcip funcțional. Și Texas Instruments și Fairchild Semiconductor au semnat un acord de licențiere încrucișată a tehnologiei.

În URSS, brevetarea invențiilor pentru autori nu dădea altceva decât probleme, o plată unică nesemnificativă și satisfacție morală, atât de multe invenții nu au fost deloc oficializate. Și nici Osokin nu se grăbea. Însă pentru întreprinderi, numărul de invenții a fost unul dintre indicatori, așa că mai trebuiau înregistrate. Prin urmare, Yu. Osokina și D. Mikhalovich au primit certificatul de autor al URSS nr. 36845 pentru invenția TS R12-2 abia pe 28 iunie 1966.

Iar J. Kilby a devenit în 2000 unul dintre laureații Premiului Nobel pentru inventarea IP. R. Noyce nu a așteptat recunoașterea mondială, a murit în 1990 și, potrivit situației, Premiul Nobel nu este acordat postum. Ceea ce, în acest caz, nu este în întregime corect, întrucât toată microelectronica a urmat calea începută de R. Noyce. Autoritatea lui Noyce în rândul specialiștilor era atât de mare încât a primit chiar și porecla de „primar al Silicon Valley”, pentru că atunci era cel mai popular dintre oamenii de știință care lucrau în acea parte a Californiei, care a primit numele neoficial de Silicon Valley (W. Shockley era numit „Moise din Silicon Valley”). Iar calea lui J. Kilby (germaniu „păros”) s-a dovedit a fi o fundătură și nu a fost implementată nici măcar în compania lui. Dar viața nu este întotdeauna corectă.

Premiul Nobel a fost acordat la trei oameni de știință. Jumătate din aceasta a fost primită de Jack Kilby, în vârstă de 77 de ani, iar cealaltă jumătate a fost împărțită între academicianul Academiei Ruse de Științe Zhores Alferov și profesorul Universității California din Santa Barbara, americanul de origine germană Herbert Kremer, pentru „ dezvoltarea heterostructurilor semiconductoare utilizate în optoelectronica de mare viteză.”

Evaluând aceste lucrări, experții au remarcat că „circuitele integrate sunt, desigur, descoperirea secolului, care a avut un impact puternic asupra societății și economiei mondiale”. Pentru uitatul J. Kilby, Premiul Nobel a fost o surpriză. Într-un interviu acordat unei reviste Știri Europhysics El a recunoscut: „ La acea vreme, mă gândeam doar la ce ar fi important pentru dezvoltarea electronicii din punct de vedere economic. Dar nu am înțeles atunci că scăderea costului produselor electronice va provoca o creștere avalanșă a tehnologiilor electronice”.

Iar munca lui Yu. Osokin nu a fost evaluată nu numai de Comitetul Nobel. Sunt uitate și la noi, prioritatea țării în crearea de microelectronice nu este protejată. Și cu siguranță a fost.

În anii 1950, a fost creată o bază materială pentru formarea produselor cu mai multe elemente - circuite integrate - într-un cristal monolit sau pe un substrat ceramic. Prin urmare, nu este surprinzător că aproape simultan ideea de IP a apărut în mod independent în mintea multor specialiști. Iar viteza de introducere a unei idei noi depindea de capacitățile tehnologice ale autorului și de interesul producătorului, adică de prezența primului consumator. În acest sens, Yu. Osokin era într-o poziție mai bună decât colegii săi americani. Kilby era nou la TI, a trebuit chiar să demonstreze conducerii companiei posibilitatea fundamentală de a implementa un circuit monolitic prin realizarea layout-ului acestuia. De fapt, rolul lui J. Kilby în crearea SI se reduce la reeducarea conducerii TI și la provocarea lui R. Noyce cu aspectul său să ia măsuri. Invenția lui Kilby nu a intrat în producție de serie. R. Noyce, în compania sa tânără și încă nu puternică, a mers la crearea unei noi tehnologii plane, care a devenit cu adevărat baza microelectronicii ulterioare, dar autorul nu a cedat imediat. În legătură cu cele de mai sus, atât ei, cât și firmele lor au trebuit să-și petreacă mult timp și efort implementare practică ideile lor pentru construirea de circuite integrate capabile în serie. Primele lor mostre au rămas experimentale, iar alte microcircuite, nici măcar dezvoltate de ei, au intrat în producție de masă. Spre deosebire de Kilby și Noyce, care erau departe de producție, muncitorul Yu. Osokin s-a bazat pe tehnologiile semiconductoare dezvoltate industrial ale RZPP și a garantat consumatorii primului TS sub forma inițiatorului dezvoltării NIIRE și a VEF din apropiere. plantă, care a ajutat în această lucrare. Din aceste motive, prima versiune a vehiculului său a intrat imediat în experiment, transferată fără probleme în producția de masă, care a continuat continuu timp de mai bine de 30 de ani. Astfel, începând dezvoltarea TS mai târziu decât Kilby și Noyce, Yu. Osokin (neștiind despre această competiție) i-a ajuns rapid din urmă. Mai mult decât atât, munca lui Yu. Osokin nu este în niciun fel legată de munca americanilor, dovada acestui lucru este diferența absolută a TS-ului său și soluțiile implementate în acesta la microcircuitele Kilby și Noyce. Texas Instruments (nu invenția lui Kilby), Fairchild și RZPP au început producția de circuite integrate aproape simultan, în 1962. Acest lucru dă dreptul de a-l considera pe Yu. Osokin drept unul dintre inventatorii circuitului integrat la egalitate cu R. Noyce și mai mult decât J. Kilby și ar fi corect să împărtășim o parte din Premiul Nobel al lui J. Kilby cu Yu. Osokin. În ceea ce privește inventarea primului GIS cu integrare pe două niveluri (și eventual GIS în general), aici prioritatea lui A. Pelipenko de la NIIRE este absolut incontestabilă.

Din păcate, nu s-au putut găsi mostre de TS și dispozitive bazate pe acestea, necesare muzeelor. Autorul va fi foarte recunoscător pentru astfel de mostre sau fotografiile lor.

Atribuții la § 1.3

WEB-UL WORLD WIDE

1. Interogările către motorul de căutare sunt date:

Prezentați grafic rezultatele acestor interogări folosind cercuri Euler. Specificați numărul de cereri în ordinea crescătoare a numărului de documente care vor fi găsite sistem de căutare pentru fiecare cerere.

369 " style="width:276.55pt;border-collapse:collapse">

cerere

Pagini găsite

ceai cafea

ceai| cafea

Câte pagini se vor găsi pentru „ceai”?

_____________________________________________________

Rezolvați cuvintele încrucișate cu numere.

Căutați răspunsuri pe World Wide Web.

Orizontal. 1. Anul în care a fost pus în vânzare primul circuit integrat realizat pe o placă de siliciu. 3. Anul nașterii. 4. Cu un an înainte de lansarea Windows 3.1.
8. Anul nașterii lui Blaise Pascal. 9. Anul nașterii Adei Lovelace.

Vertical. 1. Anul nașterii lui Leonardo da Vinci. 2. Anul în care inginerul francez Valtat a prezentat ideea de a folosi sistem binar calcul la crearea dispozitivelor mecanice de numărare.
3. Anul punerii în funcțiune a MESM. 5. Anul în care a fost dezvoltat limbajul de programare BASIC. 6. Anul nașterii lui Euclid (î.Hr.).
7. Anul nașterii lui Aristotel (î.Hr.)

Circuit integrat (IC) este un produs microelectronic care îndeplinește funcțiile de conversie și procesare a semnalelor, care se caracterizează printr-un ambalaj dens de elemente, astfel încât toate conexiunile și conexiunile dintre elemente să formeze un singur întreg.

O parte integrantă a circuitului integrat sunt elementele care joacă rolul de elemente electro-radio (tranzistoare, rezistențe etc.) și nu pot fi identificate ca produse independente. În același timp, elementele IC care îndeplinesc funcțiile de amplificare sau alte conversie de semnal (diode, tranzistori etc.) sunt numite active, iar elementele care implementează liniare funcție de transfer(rezistoare, condensatoare, bobine).

Clasificarea circuitelor integrate:

Dupa metoda de fabricatie:

Gradul de integrare.

Gradul de integrare a SI este un indicator de complexitate, caracterizat prin numărul de elemente și componente conținute în acesta. Gradul de integrare este determinat de formula

unde k este un coeficient care determină gradul de integrare, rotunjit la cel mai apropiat număr întreg superior, iar N este numărul de elemente și componente incluse în IS.

Pentru caracteristici cantitative grade de integrare folosesc adesea astfel de termeni: dacă k ? 1, un IC se numește IC simplu dacă 1< k ? 2 - средней ИС (СИС), если 2 < k ? 4 - большой ИС (БИС), если k ?4 - сверхбольшой ИС (СБИС).

Pe lângă gradul de integrare, este utilizat un alt indicator, cum ar fi densitatea de ambalare a elementelor - numărul de elemente (cel mai adesea tranzistori) pe unitatea de suprafață a cristalului. Acest indicator caracterizează în principal nivelul de tehnologie, în prezent este mai mare de 1000 de elemente/mm 2 .

Circuite integrate de film- acestea sunt circuite integrate ale căror elemente sunt depuse pe suprafața unei baze dielectrice sub formă de peliculă. Particularitatea lor este că nu există în forma lor pură. Ele servesc numai pentru fabricarea elementelor pasive - rezistențe, condensatoare, conductori, inductanțe.

Orez. unu. Structura IC hibrid de film: 1, 2 - plăcile inferioare și superioare ale condensatorului, 3 - strat dielectric, 4 - magistrală de conectare, 5 - tranzistor cuplat, 6 - rezistor de film, 7 - ieșire de contact, 8 - substrat dielectric

Circuitele integrate hibride sunt microcircuite cu peliculă subțire formate din elemente pasive (rezistoare, condensatoare, pad-uri) și elemente active discrete (diode, tranzistori). IC hibrid prezentat în fig. 1 este un substrat dielectric cu condensatori de film și rezistențe depuse pe acesta și un tranzistor cuplator atașat, a cărui bază este conectată la placa superioară a condensatorului printr-o magistrală sub forma unui fir foarte subțire.

În circuitele integrate semiconductoare toate elementele și conexiunile între elemente se realizează în volum și pe suprafața cristalului semiconductor. Circuitele integrate semiconductoare sunt un cristal semiconductor plat (substrat), în stratul superficial al căruia, prin diverse metode tehnologice, se formează zone locale echivalente cu elemente de circuit electric (diode, tranzistoare, condensatoare, rezistențe etc.), unite peste suprafață cu conexiuni metalice de film (interconexiuni).

Substraturile IC semiconductoare sunt plăci rotunde de arseniură de siliciu, germaniu sau galiu, având un diametru de 60 - 150 mm și o grosime de 0,2 - 0,4 mm.

Un substrat semiconductor este o piesă de lucru în grup (Fig. 2), pe care sunt fabricate simultan un număr mare de circuite integrate.

Orez. 2. Napolitană de siliciu de grup: 1 - tăietură de bază, 2 - cristale individuale (cipuri)

După finalizarea principalelor operațiuni tehnologice, acesta este tăiat în bucăți - cristale 2, numite și chipsuri. Dimensiunile laturilor cristalelor pot fi de la 3 la 10 mm. Tăierea de bază 1 a plăcii este utilizată pentru orientarea acesteia în diverse procese tehnologice.

Structurile elementelor unui circuit integrat semiconductor - un tranzistor, o diodă, un rezistor și un condensator, fabricate prin dopare adecvată a secțiunilor locale ale semiconductorului folosind tehnologia plană, sunt prezentate în fig. 3, a-d. Tehnologia plană se caracterizează prin faptul că toate cablurile elementelor IC sunt situate în același plan pe suprafață și sunt conectate simultan într-un circuit electric prin interconexiuni cu peliculă subțire. Cu tehnologia plană, se realizează procesarea în grup, adică în timpul unui proces tehnologic, se obține un număr mare de circuite integrate pe substraturi, ceea ce asigură o fabricabilitate și economie ridicată și, de asemenea, face posibilă automatizarea producției.

Orez. 3. Structurile elementelor unui circuit integrat semiconductor: a - tranzistor, b - diodă, c - rezistor, d - condensator, 1 - contact cu peliculă subțire, 2 - strat dielectric, 3 - emițător; 4 - bază, 5 - colector, 6 - catod, 7 - anod, 8 - strat izolator; 9 - strat rezistiv, 10 - strat izolator, 11 - placă, 12, 14 - electrozii superiori și inferiori ai condensatorului, 13 - strat dielectric

În circuitele integrate combinate(Fig. 4), care sunt o variantă a celor semiconductoare, elementele semiconductoare și cu peliculă subțire sunt create pe un substrat de siliciu. Avantajul acestor circuite este că este dificil din punct de vedere tehnologic să se producă rezistențe cu o anumită rezistență într-un solid, deoarece aceasta depinde nu numai de grosimea stratului semiconductor dopat, ci și de distribuția rezistivității pe grosime. Reglarea fină a rezistenței la valoarea nominală după fabricarea rezistorului prezintă, de asemenea, dificultăți semnificative. Rezistoarele semiconductoare au o dependență notabilă de temperatură, ceea ce complică proiectarea circuitului integrat.

Orez. patru. Structura IC combinată: 1 - film de dioxid de siliciu, 2 - diodă, 3 - conexiuni de film în circuit, 4 - rezistor cu peliculă subțire, 5, 6, 7 - electrozi superiori și inferiori ai condensatorului cu peliculă subțire și dielectric, 8 - contacte cu peliculă subțire, 9 - tranzistor, 10 - wafer de siliciu.

În plus, este, de asemenea, foarte dificil să creați condensatori în stare solidă. Pentru a extinde valorile de rezistență ale rezistențelor și capacităților condensatoarelor IC semiconductoare, precum și pentru a îmbunătăți performanța acestora, a fost dezvoltată o tehnologie combinată bazată pe tehnologia filmului subțire, numită tehnologie de circuit combinat. În acest caz, elementele active ale circuitului integrat (eventual unele rezistențe care nu sunt critice în ceea ce privește rezistența nominală) sunt fabricate în corpul unui cristal de siliciu prin metoda difuziei, iar apoi elementele pasive sunt formate prin depunerea în vid a peliculelor ( ca și în circuitele integrate de film) - rezistențe, condensatoare și interconexiuni.

Elementul de bază al electronicii se dezvoltă într-un ritm în continuă creștere. Fiecare generație, care a apărut la un anumit moment în timp, continuă să se îmbunătățească în direcțiile cele mai justificate. Dezvoltarea produselor electronice din generație în generație merge în direcția complicației lor funcționale, sporind fiabilitatea și durata de viață, reducerea dimensiunilor totale, greutatea, costul și consumul de energie, simplificarea tehnologiei și îmbunătățirea parametrilor echipamentelor electronice.

Formarea microelectronicii ca știință independentă a devenit posibilă datorită utilizării unei experiențe bogate și a bazei industriei care produce dispozitive semiconductoare discrete. Cu toate acestea, pe măsură ce electronica semiconductoare s-a dezvoltat, au devenit clare limitări serioase privind utilizarea fenomenelor electronice și a sistemelor bazate pe acestea. Prin urmare, microelectronica continuă să avanseze într-un ritm rapid atât în ​​direcția îmbunătățirii tehnologiei integrate cu semiconductori, cât și în direcția utilizării noilor fenomene fizice. circuit electronic integrat

Produse microelectronice: circuite integrate de diferite grade de integrare, microansambluri, microprocesoare, mini și microcalculatoare - au făcut posibilă proiectarea și fabricarea industrială a echipamentelor radio și de calcul complexe funcțional, care diferă de echipamentele generațiilor anterioare prin parametri mai buni, mai mari fiabilitate și durată de viață, consum mai scurt de energie și costuri. Echipamentele bazate pe produse microelectronice sunt utilizate pe scară largă în toate sferele activității umane.

Microelectronica contribuie la crearea sistemelor automate de proiectare, roboți industriali, linii de producție automate și automate, comunicații și multe altele.

Primul stagiu

Invenția unei lămpi cu incandescență în 1809 de către inginerul rus Ladygin aparține primei etape.

Descoperirea în 1874 de către omul de știință german Braun a efectului de redresare într-un contact metal-semiconductor. Utilizarea acestui efect de către inventatorul rus Popov pentru a detecta un semnal radio i-a permis să creeze primul receptor radio. Data inventării radioului este considerată a fi 7 mai 1895, când Popov a făcut o prezentare și o demonstrație la o reuniune a Departamentului de Fizică al Societății Ruse de Fizică și Chimie din Sankt Petersburg. Diverse țări au dezvoltat și cercetat diverse tipuri de detectoare simple și fiabile de oscilații de înaltă frecvență - detectoare.

Faza a doua

A doua etapă în dezvoltarea electronicii a început în 1904, când omul de știință englez Fleming a proiectat o diodă electrovacuum. A fost urmată de inventarea primului tub de amplificare, trioda, în 1907.

1913 - 1919 - o perioadă de dezvoltare rapidă a tehnologiei electronice. În 1913, inginerul german Meissner a dezvoltat un circuit pentru un receptor regenerativ cu tub și, folosind o triodă, a obținut oscilații armonice neamortizate.

În Rusia, primele tuburi radio au fost realizate în 1914 la Sankt Petersburg de Nikolai Dmitrievich Papaleksi, consultant al Societății Ruse de Telegrafie fără fir, viitor academician al Academiei de Științe a URSS.

A treia etapă

A treia perioadă în dezvoltarea electronicii este perioada creării și implementării dispozitivelor semiconductoare discrete, care a început odată cu inventarea tranzistorului punctual. În 1946, la Bell Telephone Laboratory a fost creat un grup condus de William Shockley, care a efectuat cercetări asupra proprietăților semiconductorilor din siliciu și Germania. Grupul a efectuat atât studii teoretice, cât și experimentale ale proceselor fizice la interfața dintre doi semiconductori cu tipuri variate conductivitate electrică. Ca urmare, au fost inventate dispozitive semiconductoare cu trei electrozi - tranzistoare. În funcție de numărul de purtători de încărcare, tranzistoarele au fost împărțite în:

• - unipolar (câmp), unde s-au folosit purtători unipolari.
• - bipolar, unde s-au folosit purtători bipolari (electroni și găuri).

Invenția tranzistorului a fost o piatră de hotar în istoria electronicii și, prin urmare, autorii săi John Bardeen, Walter Brattain și William Shockley au primit Premiul Nobel pentru fizică în 1956.

Apariția microelectronicii

Odată cu apariția tranzistoarelor bipolare cu efect de câmp, ideile pentru dezvoltarea computerelor de dimensiuni mici au început să fie întruchipate. Pe baza lor, au început să creeze sisteme electronice la bord pentru aviație și tehnologia spațială. Deoarece aceste dispozitive conțineau mii de elemente radio electrice individuale și trebuiau în mod constant să le mărească și să le mărească, au apărut dificultăți tehnice. Cu o creștere a numărului de elemente sisteme electronice a fost practic imposibil să se asigure performanța acestora imediat după asamblare și să se asigure, pe viitor, fiabilitatea sistemelor. Problema calității lucrărilor de asamblare a devenit principala problemă pentru producători în asigurarea operabilității și fiabilității dispozitivelor electronice radio. Rezolvarea problemei interconexiunilor a fost condiția prealabilă pentru apariția microelectronicii. Prototipul viitorului microcircuite a fost o placă de circuit imprimat, în care toți conductorii individuali sunt combinați într-un singur întreg și sunt fabricați simultan printr-o metodă de grup prin gravarea unei folii de cupru cu un plan al unui dielectric folie. Singurul tip de integrare în acest caz sunt conductoarele. Deși utilizarea plăcilor cu circuite imprimate nu rezolvă problema miniaturizării, rezolvă problema creșterii fiabilității interconexiunilor. Tehnologia de fabricare a plăcilor de circuite imprimate nu face posibilă fabricarea simultană a altor elemente pasive, altele decât conductoarele. De aceea, plăcile de circuite imprimate nu s-au transformat în circuite integrate în înțelegere modernă. Circuitele hibride cu peliculă groasă au fost primele dezvoltate la sfârșitul anilor 1940; producția lor s-a bazat pe tehnologia deja dovedită de fabricare a condensatoarelor ceramice, folosind metoda de aplicare a pastelor care conțin argint și pulbere de sticlă pe un substrat ceramic prin șabloane.

Tehnologia filmului subțire pentru producția de circuite integrate include depunerea în vid pe o suprafață netedă a substraturilor dielectrice a peliculelor subțiri din diverse materiale (conductoare, dielectrice, rezistive).

Etapa a patra

În 1960, Robert Noyce de la Fairchild a propus și brevetat ideea unui circuit integrat monolitic și, folosind tehnologia plană, a fabricat primele circuite integrate monolitice de siliciu.

O familie de elemente logice tranzistor-tranzistor monolitice cu patru sau mai multe tranzistoare bipolare pe un singur cristal de siliciu a fost lansată de Fairchild în februarie 1960 și a fost numită „micrologic”. Tehnologia plană a lui Horney și tehnologia monolitică a lui Noyce au pus bazele dezvoltării circuitelor integrate în 1960, mai întâi pe tranzistoarele bipolare, iar apoi în 1965-85. pe tranzistoare cu efect de câmp și combinații ale ambelor.

Două decizii directive luate în 1961-1962. a influențat dezvoltarea producției de tranzistori și circuite integrate cu siliciu. Decizia IBM (New York) de a dezvolta pentru un computer promițător nu dispozitive de memorie feromagnetice, ci dispozitive de memorie electronică (dispozitive de memorie) bazate pe tranzistori cu efect de câmp cu canale n (metal-oxide-semiconductor - MOS). Rezultatul implementării cu succes a acestui plan a fost lansarea în 1973. computer mainframe cu memorie MOS - IBM-370/158. Soluțiile directive ale Fairchild pentru extinderea lucrărilor în laboratorul de cercetare a semiconductorilor pentru studiul dispozitivelor din siliciu și materialelor pentru acestea.

Între timp, în iulie 1968, Gordon Moore și Robert Noyce au părăsit divizia Fairchild Semiconductor și, pe 28 iunie 1968, au organizat un mic Intel de douăsprezece persoane care închiriază o cameră în orașul californian Mountain View. Provocarea pusă de Moore, Noyce și colegul inginer chimist Andrew Grove a fost de a valorifica potențialul enorm al integrării unui număr mare de componente electronice pe un singur cip semiconductor pentru a crea noi tipuri de dispozitive electronice.

În 1997, Andrew Grove a devenit „omul anului”, iar compania sa Intel, care a devenit unul dintre liderii din Silicon Valley din California, a început să producă microprocesoare pentru 90% din toate computerele personale de pe planetă. Apariția circuitelor integrate a jucat un rol decisiv în dezvoltarea electronicii, marcând începutul unei noi etape în microelectronică. Microelectronica din perioada a patra se numește schematică, deoarece în compoziția principalului elemente de baza este posibil să se distingă elemente echivalente cu elemente electro-radio discrete și fiecărui circuit integrat îi corespunde un anumit element fundamental schema circuitului, precum și pentru componentele electronice ale echipamentelor din generațiile anterioare.

Microcircuitele integrate au început să fie numite dispozitive microelectronice, considerate ca un singur produs cu o densitate mare de aranjare a elementelor echivalente cu elementele unui circuit convențional. Complicarea funcțiilor îndeplinite de microcircuite se realizează prin creșterea gradului de integrare.

Electronică adevărată

În prezent, microelectronica trece la un nivel calitativ nou - nanoelectronica.

Nanoelectronica se bazează în primul rând pe rezultatele studiilor fundamentale ale proceselor atomice în structurile semiconductoare cu dimensiuni joase. Punctele cuantice, sau sistemele zero-dimensionale, sunt un caz extrem de sisteme cu dimensiuni reduse, care constau dintr-o serie de clustere sau insule atomice de dimensiuni nanometrice într-o matrice semiconductoare, prezentând auto-organizare în heterostructuri epitaxiale.

Una dintre posibilele lucrări legate de nanoelectronică este munca de creare a materialelor și elementelor de tehnologie infraroșu. Sunt solicitate de întreprinderile din industrie și stau la baza creării în viitorul apropiat a sistemelor de viziune „artificială” (tehnică) cu o gamă spectrală extinsă, comparativ cu vederea biologică, în regiunile ultraviolete și infraroșii ale spectrului. Sistemele tehnice de viziune și componentele fotonice bazate pe nanostructuri, capabile să recepționeze și să prelucreze cantități uriașe de informații, vor deveni baza unor dispozitive de telecomunicații fundamental noi, sisteme de monitorizare a mediului și a spațiului, imagini termice, nanodiagnostic, robotică, arme de precizie, mijloace de combatere. terorism etc. Utilizarea nanostructurilor semiconductoare va reduce semnificativ dimensiunile dispozitivelor de observare și înregistrare, va reduce consumul de energie, va îmbunătăți caracteristicile costurilor și va face posibilă utilizarea avantajelor producției de masă în micro și nanoelectronică în viitorul apropiat.