ปีที่วงจรรวมเสร็จสมบูรณ์วางจำหน่าย วงจรรวม

สารกึ่งตัวนำ การดำเนินการตามข้อเสนอเหล่านี้ไม่สามารถเกิดขึ้นได้เนื่องจากการพัฒนาเทคโนโลยีไม่เพียงพอ

ในตอนท้ายของปี 1958 และในช่วงครึ่งแรกของปี 1959 ความก้าวหน้าเกิดขึ้นในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ คนสามคนที่เป็นตัวแทนของบริษัทเอกชนอเมริกันสามแห่งแก้ปัญหาพื้นฐานสามประการที่ขัดขวางการสร้างวงจรรวม แจ็กเคาน์คิลบี้แห่ง TexasInstrumentsจดสิทธิบัตรหลักการของการรวมเข้าด้วยกัน สร้างต้นแบบ IS ที่ยังไม่สมบูรณ์แบบชิ้นแรก และนำพวกมันไปสู่การผลิตจำนวนมาก เคิร์ท เลโกเวตจาก บริษัทไฟฟ้าสปรากคิดค้นวิธีการแยกส่วนประกอบทางไฟฟ้าที่เกิดขึ้นบนชิปเซมิคอนดักเตอร์ตัวเดียว (การแยกโดยจุดแยก p-n (อังกฤษ การแยก P–njunction)). โรเบิร์ต นอยซ์ จาก แฟร์ไชลด์เซมิคอนดักเตอร์คิดค้นวิธีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าของส่วนประกอบ IC (การชุบอลูมิเนียม) และเสนอการแยกชิ้นส่วนรุ่นปรับปรุงที่ใช้เทคโนโลยีระนาบล่าสุดโดย Jean Ernie (Eng. ฌองเคาน์โฮร์นี่). 27 กันยายน 1960 วงดนตรีของ Jay Last เจย์ลาสต์) สร้างบน แฟร์ไชลด์เซมิคอนดักเตอร์ทำงานครั้งแรก สารกึ่งตัวนำ IP เกี่ยวกับความคิดของ Noyce และ Ernie เท็กซัส อินสตรูเมนท์ซึ่งเป็นเจ้าของสิทธิบัตรสำหรับสิ่งประดิษฐ์ของ Kilby ได้เปิดฉากสงครามสิทธิบัตรกับคู่แข่งที่ยุติลงในปี 1966 ด้วยข้อตกลงการอนุญาตให้ใช้สิทธิข้ามเทคโนโลยีทั่วโลก

ลอจิกไอซีรุ่นแรกๆ ของซีรีส์ดังกล่าวสร้างขึ้นจาก มาตรฐานส่วนประกอบ ขนาดและการกำหนดค่าที่ระบุโดยกระบวนการทางเทคโนโลยี วิศวกรวงจรที่ออกแบบลอจิกไอซีของตระกูลใดตระกูลหนึ่งที่ทำงานด้วยไดโอดและทรานซิสเตอร์ทั่วไปแบบเดียวกัน ในปี พ.ศ. 2504-2505 กระบวนทัศน์การออกแบบถูกทำลายโดยหัวหน้านักพัฒนา ซิลวาเนีย Tom Longo เป็นครั้งแรกที่ใช้ต่างๆ การกำหนดค่าทรานซิสเตอร์ขึ้นอยู่กับฟังก์ชั่นในวงจร เมื่อปลายปี 2505 ซิลวาเนียเปิดตัวตระกูลทรานซิสเตอร์-ทรานซิสเตอร์ลอจิก (TTL) ตระกูลแรกที่พัฒนาโดย Longo ซึ่งเป็นลอจิกรวมชนิดแรกในอดีตที่สามารถตั้งหลักในตลาดได้เป็นเวลานาน ในวงจรแอนะล็อก ความก้าวหน้าของระดับนี้เกิดขึ้นในปี พ.ศ. 2507-2508 โดยผู้พัฒนาแอมพลิฟายเออร์สำหรับการปฏิบัติงาน แฟร์ไชลด์บ็อบเบนวิดลาร์

ไมโครเซอร์กิตในประเทศตัวแรกถูกสร้างขึ้นในปี 1961 ที่ TRTI (Taganrog Radio Engineering Institute) ภายใต้การนำของ L. N. Kolesov เหตุการณ์นี้ดึงดูดความสนใจของชุมชนวิทยาศาสตร์ของประเทศและ TRTI ได้รับการอนุมัติให้เป็นผู้นำในระบบของกระทรวงการอุดมศึกษาเกี่ยวกับปัญหาในการสร้างอุปกรณ์ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความน่าเชื่อถือสูงและการผลิตโดยอัตโนมัติ L. N. Kolesov เองได้รับแต่งตั้งเป็นประธานของสภาประสานงานสำหรับปัญหานี้

วงจรรวมฟิล์มหนาแบบไฮบริดตัวแรกในสหภาพโซเวียต (ซีรีส์ 201 "Tropa") ได้รับการพัฒนาในปี 2506-65 ที่สถาบันวิจัยเทคโนโลยีความแม่นยำ ("Angstrem") การผลิตแบบอนุกรมตั้งแต่ปี 2508 ผู้เชี่ยวชาญจาก NIEM (ปัจจุบันคือ NII Argon) เข้ามามีส่วนร่วมในการพัฒนา

วงจรรวมเซมิคอนดักเตอร์ตัวแรกในสหภาพโซเวียตถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของเทคโนโลยีระนาบซึ่งพัฒนาขึ้นเมื่อต้นปี 2503 ที่ NII-35 (จากนั้นเปลี่ยนชื่อเป็น NII Pulsar) โดยทีมงานซึ่งต่อมาได้โอนไปยัง NIIME (ไมครอน) การสร้างวงจรรวมซิลิกอนในประเทศเครื่องแรกมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาและการผลิตโดยได้รับการยอมรับทางทหารของชุดวงจรรวมซิลิคอน TC-100 (องค์ประกอบ 37 ชิ้น - เทียบเท่ากับความซับซ้อนของวงจรฟลิปฟล็อป ซึ่งเป็นอะนาล็อกของอเมริกัน ไอซีซีรีส์ SN-51 บริษัท TexasInstruments). ได้รับต้นแบบและตัวอย่างการผลิตวงจรรวมซิลิกอนสำหรับการผลิตซ้ำจากประเทศสหรัฐอเมริกา งานนี้ดำเนินการที่ NII-35 (ผู้อำนวยการ Trutko) และโรงงาน Fryazinsky Semiconductor (ผู้อำนวยการ Kolmogorov) ภายใต้คำสั่งป้องกันเพื่อใช้ในเครื่องวัดความสูงอัตโนมัติของระบบนำทางขีปนาวุธ การพัฒนาประกอบด้วยวงจรระนาบซิลิกอนรวมทั่วไปหกวงจรของซีรีส์ TS-100 และ NII-35 ใช้เวลาสามปีกับองค์กรการผลิตนำร่อง (ตั้งแต่ปี 2505 ถึง 2508) ต้องใช้เวลาอีกสองปีในการควบคุมการผลิตในโรงงานโดยได้รับการยอมรับทางทหารใน Fryazino (1967)

ในขณะเดียวกันงานพัฒนาวงจรรวมได้ดำเนินการที่สำนักออกแบบกลางที่โรงงาน Voronezh ของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ (ปัจจุบัน -) ในปี 1965 ระหว่างการเยี่ยมชม VZPP โดยรัฐมนตรีว่าการกระทรวงอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ A. I. Shokin โรงงานได้รับคำสั่งให้ดำเนินการวิจัยเกี่ยวกับการสร้างวงจรซิลิคอนเสาหิน - R & D "Titan" (คำสั่งกระทรวงฉบับที่ 92 ลงวันที่ 16 สิงหาคม พ.ศ. 2508) ซึ่งเสร็จก่อนกำหนดในปลายปีพ.ศ. หัวข้อนี้ถูกส่งไปยังคณะกรรมาธิการแห่งรัฐเรียบร้อยแล้ว และชุดของวงจรลอจิกทรานซิสเตอร์ไดโอด 104 ชุดกลายเป็นความสำเร็จคงที่ครั้งแรกในด้านไมโครอิเล็กทรอนิกส์โซลิดสเตต ซึ่งสะท้อนให้เห็นในคำสั่งของกระทรวงการพัฒนาเศรษฐกิจเมื่อวันที่ 30 ธันวาคม 2508 ฉบับที่ 403

ระดับการออกแบบ

ปัจจุบัน (2014) วงจรรวมส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบโดยใช้ระบบ CAD พิเศษ ซึ่งช่วยให้คุณทำงานอัตโนมัติและเพิ่มความเร็วในกระบวนการผลิตได้อย่างมาก เช่น การได้รับโฟโต้มาสก์ทอพอโลยี

การจัดหมวดหมู่

ระดับของการรวม

ชื่อของวงจรรวมต่อไปนี้จะใช้ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับระดับของการรวม:

  • วงจรรวมขนาดเล็ก (MIS) - มากถึง 100 องค์ประกอบในคริสตัล
  • วงจรรวมขนาดกลาง (SIS) - มากถึง 1,000 องค์ประกอบในคริสตัล
  • วงจรรวมขนาดใหญ่ (LSI) - มากถึง 10,000 องค์ประกอบในคริสตัล
  • วงจรรวมขนาดใหญ่มาก (VLSI) - มากกว่า 10,000 องค์ประกอบในคริสตัล

ก่อนหน้านี้ชื่อที่ล้าสมัยยังใช้: วงจรรวมขนาดใหญ่พิเศษ (ULSI) - จาก 1-10 ล้านถึง 1 พันล้านองค์ประกอบในคริสตัลและบางครั้งวงจรรวมขนาดใหญ่กิกะ (GBIS) - มากกว่า 1 พันล้านองค์ประกอบในคริสตัล ปัจจุบันในปี 2010 ไม่ได้ใช้ชื่อ "UBIS" และ "GBIS" และไมโครเซอร์กิตทั้งหมดที่มีมากกว่า 10,000 องค์ประกอบจะถูกจัดประเภทเป็น VLSI

เทคโนโลยีการผลิต

  • เซมิคอนดักเตอร์ไมโครเซอร์กิต - องค์ประกอบและการเชื่อมต่อทั้งหมดทำขึ้นบนคริสตัลเซมิคอนดักเตอร์เดี่ยว (เช่น ซิลิกอน เจอร์เมเนียม แกลเลียมอาร์เซไนด์ แฮฟเนียมออกไซด์)
  • วงจรรวมฟิล์ม - องค์ประกอบและการเชื่อมต่อทั้งหมดทำในรูปแบบของภาพยนตร์:
    • วงจรรวมฟิล์มหนา
    • วงจรรวมฟิล์มบาง
  • Hybridic IC (มักเรียกว่า ไมโครแอสเซมบลี) ประกอบด้วยไดโอดแบบเปลือย ทรานซิสเตอร์แบบเปลือย และ/หรือส่วนประกอบที่ใช้งานทางอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ไมโครแอสเซมบลีอาจรวมถึงวงจรรวมที่ไม่ได้บรรจุหีบห่อ ส่วนประกอบไมโครแอสเซมบลีแบบพาสซีฟ (ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ ตัวเหนี่ยวนำ) มักจะถูกประดิษฐ์ขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีฟิล์มบางหรือฟิล์มหนาบนพื้นผิวทั่วไป ซึ่งโดยปกติจะเป็นเซรามิกของไมโครเซอร์กิตไฮบริด วัสดุพิมพ์ทั้งหมดพร้อมส่วนประกอบถูกวางไว้ในตัวเรือนที่ปิดสนิทเพียงชิ้นเดียว
  • วงจรไมโครแบบผสม - นอกเหนือจากคริสตัลเซมิคอนดักเตอร์แล้วยังมีองค์ประกอบแบบพาสซีฟฟิล์มบาง (ฟิล์มหนา) ที่วางอยู่บนพื้นผิวของคริสตัล

ประเภทของสัญญาณที่ประมวลผล

เทคโนโลยีการผลิต

ประเภทลอจิก

องค์ประกอบหลักของวงจรแอนะล็อกคือทรานซิสเตอร์ (ไบโพลาร์หรือฟิลด์) ความแตกต่างของเทคโนโลยีการผลิตทรานซิสเตอร์มีผลกระทบอย่างมากต่อลักษณะของไมโครวงจร ดังนั้นบ่อยครั้งในคำอธิบายของชิปจึงมีการระบุเทคโนโลยีการผลิตเพื่อเน้นย้ำ ลักษณะทั่วไปคุณสมบัติและความสามารถของไมโครเซอร์กิต ใน เทคโนโลยีที่ทันสมัยรวมเทคโนโลยีของสองขั้วและ ทรานซิสเตอร์สนามผลเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของชิป

  • วงจรไมโครบนทรานซิสเตอร์แบบยูนิโพลาร์(ฟิลด์)เป็นทรานซิสเตอร์ที่ประหยัดที่สุด (ในแง่ของการใช้กระแสไฟ):
    • ลอจิก MOS (ลอจิกโลหะ-ออกไซด์-เซมิคอนดักเตอร์) - ไมโครเซอร์กิตเกิดจากทรานซิสเตอร์ภาคสนาม น-MOS หรือ หน้าประเภท -MOS;
    • ตรรกะ CMOS (ตรรกะ MOS เสริม) - แต่ละองค์ประกอบลอจิคัลของไมโครเซอร์กิตประกอบด้วยทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์ฟิลด์เสริม (เสริม) หนึ่งคู่ ( น-MOS และ หน้า-MOS).
  • ชิปบนทรานซิสเตอร์สองขั้ว:
    • RTL - ตรรกะตัวต้านทานทรานซิสเตอร์ (ล้าสมัยแทนที่ด้วย TTL)
    • DTL - ตรรกะไดโอดทรานซิสเตอร์ (ล้าสมัยแทนที่ด้วย TTL)
    • TTL - ลอจิกทรานซิสเตอร์ - ทรานซิสเตอร์ - ไมโครวงจรทำจากทรานซิสเตอร์สองขั้วที่มีทรานซิสเตอร์หลายตัวที่อินพุต
    • TTLSH - ลอจิกทรานซิสเตอร์ - ทรานซิสเตอร์พร้อมไดโอด Schottky - TTL ที่ได้รับการปรับปรุงซึ่งใช้ทรานซิสเตอร์สองขั้วพร้อมเอฟเฟกต์ Schottky
    • ESL - ลอจิกคู่อิมิตเตอร์ - บนทรานซิสเตอร์สองขั้วโหมดการทำงานที่ถูกเลือกเพื่อไม่ให้เข้าสู่โหมดความอิ่มตัวซึ่งจะเพิ่มความเร็วอย่างมาก
    • IIL - ตรรกะอินทิกรัลอินเจกชัน
  • ไมโครเซอร์กิตที่ใช้ทั้งทรานซิสเตอร์แบบฟิลด์เอฟเฟกต์และไบโพลาร์:

การใช้ทรานซิสเตอร์ชนิดเดียวกัน วงจรไมโครสามารถสร้างขึ้นโดยใช้วิธีการต่างๆ เช่น แบบสแตติกหรือไดนามิก

เทคโนโลยี CMOS และ TTL (TTLS) เป็นชิปลอจิกที่พบมากที่สุด เมื่อจำเป็นต้องประหยัดการใช้พลังงานในปัจจุบัน จะใช้เทคโนโลยี CMOS โดยที่ความเร็วมีความสำคัญมากกว่าและไม่จำเป็นต้องประหยัดพลังงาน เทคโนโลยี TTL จะถูกนำมาใช้ จุดอ่อนของไมโครเซอร์กิต CMOS คือความเปราะบางต่อไฟฟ้าสถิต - แค่ใช้มือสัมผัสเอาต์พุตของไมโครเซอร์กิตก็พอแล้ว และไม่รับประกันความสมบูรณ์อีกต่อไป ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยี TTL และ CMOS ไมโครเซอร์กิตกำลังเข้าใกล้ในแง่ของพารามิเตอร์ และด้วยเหตุนี้ วงจรไมโครซีรีส์ 1564 จึงถูกสร้างขึ้นโดยใช้เทคโนโลยี CMOS และฟังก์ชันการทำงานและการจัดวางในเคสจะคล้ายกับของ TTL เทคโนโลยี.

ชิปที่ผลิตโดยใช้เทคโนโลยี ESL นั้นเร็วที่สุด แต่ก็ใช้พลังงานมากที่สุดเช่นกัน และถูกนำมาใช้ในการผลิต วิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ในกรณีที่ พารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดคือความเร็วในการคำนวณ ในสหภาพโซเวียตคอมพิวเตอร์ประเภท ES106x ที่มีประสิทธิผลมากที่สุดนั้นผลิตขึ้นบนไมโครวงจร ESL ตอนนี้เทคโนโลยีนี้ไม่ค่อยได้ใช้

กระบวนการทางเทคโนโลยี

ในการผลิตไมโครเซอร์กิต จะใช้วิธีการโฟโตลิโทกราฟี (การฉาย การสัมผัส ฯลฯ) ในขณะที่วงจรถูกสร้างขึ้นบนซับสเตรต (โดยปกติจะเป็นซิลิกอน) ที่ได้จากการตัดผลึกเดี่ยวของซิลิกอนเป็นแผ่นเวเฟอร์บาง ๆ ที่มีแผ่นเพชร เนื่องจากขนาดเชิงเส้นขององค์ประกอบ microcircuit มีขนาดเล็ก การใช้แสงที่มองเห็นได้และแม้แต่ใกล้กับรังสีอัลตราไวโอเลตเพื่อให้แสงสว่างจึงถูกละทิ้ง

โปรเซสเซอร์ต่อไปนี้ประดิษฐ์ขึ้นโดยใช้รังสี UV (เลเซอร์เอ็กไซเมอร์ ArF ความยาวคลื่น 193 นาโนเมตร) โดยเฉลี่ยแล้ว การแนะนำกระบวนการทางเทคนิคใหม่โดยผู้นำในอุตสาหกรรมตามแผน ITRS เกิดขึ้นทุกๆ 2 ปี ในขณะที่เพิ่มจำนวนทรานซิสเตอร์เป็นสองเท่าต่อหน่วยพื้นที่: 45 นาโนเมตร (2550), 32 นาโนเมตร (2552), 22 นาโนเมตร (2554) , การผลิต 14 นาโนเมตรเริ่มต้นในปี 2014 , การพัฒนากระบวนการ 10 นาโนเมตรคาดว่าจะประมาณปี 2018

ในปี 2558 มีการประมาณการว่าการนำกระบวนการทางเทคนิคใหม่ๆ มาใช้จะช้าลง

ควบคุมคุณภาพ

เพื่อควบคุมคุณภาพของวงจรรวมโครงสร้างการทดสอบที่เรียกว่าใช้กันอย่างแพร่หลาย

วัตถุประสงค์

วงจรรวมสามารถมีฟังก์ชันการทำงานที่ซับซ้อนโดยพลการได้อย่างสมบูรณ์ - จนถึงไมโครคอมพิวเตอร์ทั้งเครื่อง (ไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียว)

วงจรแอนะล็อก

  • ตัวกรอง (รวมถึงตัวกรองที่ขึ้นอยู่กับเอฟเฟกต์เพียโซอิเล็กทริก)
  • อนาล็อก ตัวคูณ.
  • ตัวลดทอนแบบอะนาล็อกและตัวขยายสัญญาณแบบแปรผัน
  • ตัวปรับเสถียรภาพของแหล่งจ่ายไฟ: ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้า
  • ควบคุมวงจรไมโครของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง
  • ตัวแปลงสัญญาณ.
  • แผนการซิงโครไนซ์
  • เซ็นเซอร์ต่างๆ (เช่น อุณหภูมิ)

วงจรดิจิตอล

  • ตัวแปลงบัฟเฟอร์
  • (ไมโคร)โปรเซสเซอร์ (รวมถึง CPU สำหรับคอมพิวเตอร์)
  • ชิปและโมดูลหน่วยความจำ
  • FPGA (วงจรรวมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้)

วงจรรวมดิจิทัลมีข้อดีหลายประการเหนือวงจรแอนะล็อก:

  • ลดการใช้พลังงานที่เกี่ยวข้องกับการใช้สัญญาณไฟฟ้าแบบพัลซิ่งในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบดิจิทัล เมื่อรับและแปลงสัญญาณดังกล่าว องค์ประกอบที่ใช้งานอยู่ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ (ทรานซิสเตอร์) จะทำงานในโหมด "คีย์" นั่นคือ ทรานซิสเตอร์เป็น "เปิด" ซึ่งสอดคล้องกับสัญญาณระดับสูง (1) หรือ "ปิด" - (0) ในกรณีแรกไม่มีแรงดันตกในทรานซิสเตอร์ในวินาที - ไม่มีกระแสไหลผ่าน ในทั้งสองกรณี การใช้พลังงานจะใกล้เคียงกับ 0 ซึ่งตรงกันข้ามกับอุปกรณ์อะนาล็อกที่ทรานซิสเตอร์อยู่ในสถานะระดับกลาง (ใช้งานอยู่) เกือบตลอดเวลา
  • ภูมิคุ้มกันเสียงสูงอุปกรณ์ดิจิตอลเกี่ยวข้องกับความแตกต่างอย่างมากระหว่างสัญญาณระดับสูง (เช่น 2.5-5 V) และต่ำ (0-0.5 V) ข้อผิดพลาดสถานะเป็นไปได้ที่ระดับการรบกวนดังกล่าวเมื่อ ระดับสูงตีความว่าต่ำและกลับกันซึ่งไม่น่าเป็นไปได้ นอกจากนี้ใน อุปกรณ์ดิจิทัลเป็นไปได้ที่จะใช้รหัสพิเศษเพื่อแก้ไขข้อผิดพลาด
  • ความแตกต่างอย่างมากในระดับของสถานะของสัญญาณระดับสูงและระดับต่ำ (ตรรกะ "0" และ "1") และการเปลี่ยนแปลงที่อนุญาตค่อนข้างกว้างทำให้เทคโนโลยีดิจิทัลไม่ไวต่อการแพร่กระจายของพารามิเตอร์องค์ประกอบในเทคโนโลยีแบบบูรณาการอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ความจำเป็นในการเลือกส่วนประกอบและกำหนดค่าองค์ประกอบการปรับแต่งในอุปกรณ์ดิจิทัล

วงจรอนาล็อกเป็นดิจิตอล

  • ตัวแปลงดิจิตอลเป็นอนาล็อก (DAC) และตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอล (ADC);
  • ตัวรับส่งสัญญาณ (เช่น ตัวแปลงอินเตอร์เฟส อีเธอร์เน็ต);
  • โมดูเลเตอร์และดีโมดูเลเตอร์
    • โมเด็มวิทยุ
    • ตัวถอดรหัสเทเลเท็กซ์ ข้อความวิทยุ VHF
    • ตัวรับส่งสัญญาณ FastUNEthernet และสายออปติคัล
    • ต่อสายโมเด็ม
    • เครื่องรับทีวีดิจิตอล
    • เซ็นเซอร์ออปติคัลเมาส์
  • ชิปจ่ายไฟสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ - ตัวปรับเสถียรภาพ, ตัวแปลงแรงดันไฟฟ้า, สวิตช์ไฟ ฯลฯ
  • ตัวลดทอนแบบดิจิตอล
  • วงจรเฟสล็อกลูปความถี่ (PLL);
  • เครื่องกำเนิดและคืนค่านาฬิกา
  • ชิปเมทริกซ์พื้นฐาน (BMC): มีทั้งวงจรอนาล็อกและดิจิตอล

ชุดชิป

ไมโครวงจรอะนาล็อกและดิจิตอลผลิตเป็นชุด ซีรีส์คือกลุ่มของไมโครเซอร์กิตที่มีการออกแบบเดียวและการออกแบบทางเทคโนโลยีและมีไว้สำหรับการใช้งานร่วมกัน ตามกฎแล้วไมโครเซอร์กิตของซีรีย์เดียวกันมีแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟเท่ากันซึ่งจะถูกจับคู่ในแง่ของความต้านทานอินพุตและเอาต์พุตระดับสัญญาณ

คณะ

ชื่อเรื่องเฉพาะ

การคุ้มครองทางกฎหมาย

กฎหมายของรัสเซียให้ความคุ้มครองทางกฎหมายสำหรับโทโพโลยีของวงจรรวม โทโพโลยีของวงจรรวมคือการจัดเรียงเชิงพื้นที่และเชิงเรขาคณิตขององค์ประกอบทั้งหมดของวงจรรวมและการเชื่อมต่อระหว่างองค์ประกอบเหล่านั้นซึ่งจับจ้องอยู่ที่ตัวพาวัสดุ (มาตรา 1448

ตั้งชื่ออุปกรณ์คอมพิวเตอร์เครื่องแรก Abacus Calculator Arithmometer ลูกคิดรัสเซีย คุณหยิบยกความคิดอะไรขึ้นมาตรงกลาง

Charles Babbage นักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษในศตวรรษที่ 19?

แนวคิดในการสร้างเครื่องคำนวณควบคุมด้วยโปรแกรมพร้อมอุปกรณ์เลขคณิต อุปกรณ์ควบคุม รวมถึงอุปกรณ์ป้อนข้อมูลและการพิมพ์

ความคิดในการสร้าง โทรศัพท์มือถือ

แนวคิดในการสร้างหุ่นยนต์ที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์เครื่องแรกที่ใช้หลอดสุญญากาศสร้างขึ้นในปีใดและที่ใด

2488 สหรัฐอเมริกา

2487 อังกฤษ

2489 ฝรั่งเศส

คอมพิวเตอร์ยุคที่สามถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานใด

วงจรรวม

สารกึ่งตัวนำ

โคมไฟอิเล็กทรอนิกส์

วงจรรวมขนาดใหญ่มาก

คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลเครื่องแรกชื่ออะไร

ตั้งชื่อหน่วยกลางของคอมพิวเตอร์

ซีพียู

หน่วยระบบ

หน่วยพลังงาน

เมนบอร์ด

โปรเซสเซอร์ประมวลผลข้อมูลที่ให้ไว้:

ในระบบเลขฐานสิบ

บน ภาษาอังกฤษ

เป็นภาษารัสเซีย

ภาษาเครื่อง (ไบนารี)

ในการป้อนข้อมูลที่เป็นตัวเลขและข้อความ ให้ใช้

คีย์บอร์ด

เครื่องสแกนใช้สำหรับ...

ในการใส่ภาพเข้าเครื่องคอมพิวเตอร์และ เอกสารข้อความ

สำหรับการวาดด้วยปากกาพิเศษ

เลื่อนเคอร์เซอร์บนหน้าจอมอนิเตอร์

รับภาพโฮโลแกรม

10. เครื่องพิมพ์ประเภทใดที่เหมาะกับการพิมพ์เอกสารทางการเงิน?

เครื่องพิมพ์เมทริกซ์

เครื่องพิมพ์เจ็ท

เลเซอร์ปริ้นเตอร์

ควรใช้เครื่องพิมพ์ประเภทใดในการพิมพ์บทคัดย่อ?

เครื่องพิมพ์เมทริกซ์

เครื่องพิมพ์เจ็ท

เลเซอร์ปริ้นเตอร์

เครื่องพิมพ์ประเภทใดที่เหมาะกับการพิมพ์ภาพถ่าย?

เครื่องพิมพ์เมทริกซ์

เครื่องพิมพ์เจ็ท

เลเซอร์ปริ้นเตอร์

ในกรณีที่ไม่ปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านสุขอนามัยและสุขอนามัยของคอมพิวเตอร์ อิทธิพลที่ไม่ดีส่งผลต่อสุขภาพของมนุษย์ได้...

ตรวจสอบบนหลอดรังสีแคโทด

จอภาพผลึกเหลว

แผงพลาสมา

เมื่อคุณปิดคอมพิวเตอร์ ข้อมูลทั้งหมดจะถูกลบออกจาก ...

หน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม

ฮาร์ดไดรฟ์

เลเซอร์ดิสก์

คอมพิวเตอร์เก็บข้อมูลไว้ในเครื่องใด

หน่วยความจำภายนอก

ซีพียู;

รางออปติคอลบางลงและแน่นขึ้นบน...

แผ่นวิดีโอดิจิทัล (แผ่น DVD)

คอมแพคดิสก์ (CD-disk)

อุปกรณ์อินพุตได้แก่...

อุปกรณ์เอาท์พุตได้แก่...

คีย์บอร์ด เมาส์ จอยสติ๊ก ปากกาแสง สแกนเนอร์ กล้องดิจิตอล ไมโครโฟน

ลำโพง, จอภาพ , เครื่องพิมพ์ , หูฟัง

ฮาร์ดดิสก์, โปรเซสเซอร์, โมดูลหน่วยความจำ, เมนบอร์ด, ดิสเก็ตต์

โปรแกรมนี้มีชื่อว่า...

โปรแกรมคอมพิวเตอร์สามารถควบคุมการทำงานของคอมพิวเตอร์ได้หากอยู่ ...

ใน หน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม

บนฟล็อปปี้ดิสก์

บนฮาร์ดไดรฟ์

ในแผ่นซีดี

ข้อมูลคือ...

ลำดับของคำสั่งที่คอมพิวเตอร์ดำเนินการในกระบวนการประมวลผลข้อมูล

ข้อมูลที่นำเสนอในรูปแบบดิจิทัลและประมวลผลบนคอมพิวเตอร์

ชื่อข้อมูลที่จัดเก็บไว้ในหน่วยความจำระยะยาว

ไฟล์คือ...

ข้อความที่พิมพ์ด้วยคอมพิวเตอร์

ข้อมูลที่นำเสนอในรูปแบบดิจิทัลและประมวลผลบนคอมพิวเตอร์

โปรแกรมหรือข้อมูลที่มีชื่อและเก็บไว้ในหน่วยความจำระยะยาว

ที่ รูปแบบด่วนฟลอปปีดิสก์...

กำลังล้างไดเร็กทอรีดิสก์

ข้อมูลทั้งหมดจะถูกลบ

กำลังจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์

ตรวจสอบพื้นผิวของดิสก์

เมื่อทำการฟอร์แมตฟล็อปปี้ดิสก์อย่างสมบูรณ์...

ข้อมูลทั้งหมดจะถูกลบ

ตรวจสอบดิสก์แบบเต็ม

กำลังล้างไดเร็กทอรีดิสก์

ดิสก์กลายเป็นระบบ

ในลำดับชั้นหลายระดับ ระบบไฟล์...

ไฟล์ถูกจัดเก็บไว้ในระบบที่เป็นระบบของโฟลเดอร์ที่ซ้อนกัน

ไฟล์ถูกจัดเก็บไว้ในระบบที่เป็นลำดับเชิงเส้น

ประวัติของการพัฒนาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์:

1. ตั้งชื่ออุปกรณ์คอมพิวเตอร์เครื่องแรก
1) ลูกคิด
2) เครื่องคิดเลข
3) เครื่องวัดเลขคณิต
4) ลูกคิดรัสเซีย

2. Charles Babbage นักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษเสนอแนวคิดอะไรในช่วงกลางศตวรรษที่ 19
1) แนวคิดในการสร้างเครื่องคำนวณควบคุมด้วยโปรแกรมพร้อมอุปกรณ์เลขคณิต อุปกรณ์ควบคุม รวมถึงอุปกรณ์รับเข้าและการพิมพ์
2) แนวคิดในการสร้างโทรศัพท์มือถือ
3) แนวคิดในการสร้างหุ่นยนต์ที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์
3. ตั้งชื่อโปรแกรมเมอร์คอมพิวเตอร์คนแรก
1) เอด้า เลิฟเลซ
2) เซอร์เกย์ เลเบเดฟ
3) บิล เกตส์
4) โซเฟีย โควาเลฟสกายา

4. คอมพิวเตอร์เครื่องแรกที่ใช้หลอดสุญญากาศสร้างขึ้นในปีใดและที่ใด
1) 2488 สหรัฐอเมริกา
2) 2493 สหภาพโซเวียต
3) พ.ศ. 2487 ประเทศอังกฤษ
4) พ.ศ. 2489 ประเทศฝรั่งเศส

5. คอมพิวเตอร์ยุคที่สามถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานใด
1) วงจรรวม
2) สารกึ่งตัวนำ
3) โคมไฟอิเล็กทรอนิกส์
4) วงจรรวมขนาดใหญ่มาก

6. คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลเครื่องแรกชื่ออะไร
1) แอปเปิ้ลที่สอง
2) ไอบีเอ็มพีซี
3) เดลล์
4) เรือลาดตระเวน
โครงสร้างคอมพิวเตอร์........................15
1. ตั้งชื่ออุปกรณ์ส่วนกลางของคอมพิวเตอร์
1) โปรเซสเซอร์
2) บล็อกระบบ
3) แหล่งจ่ายไฟ
4) เมนบอร์ด
2. ข้อมูลทางกายภาพถูกบันทึกและส่งไปยังคอมพิวเตอร์อย่างไร?
1) ตัวเลข;
2) ด้วยความช่วยเหลือของโปรแกรม;
3) แสดงในรูปของสัญญาณไฟฟ้า

3. โปรเซสเซอร์ประมวลผลข้อมูลที่ให้ไว้:
1) ในระบบเลขฐานสิบ
2) ในภาษาอังกฤษ
3) ในภาษารัสเซีย
4) ในภาษาเครื่อง (ในรหัสไบนารี)
4. ในการป้อนข้อมูลที่เป็นตัวเลขและข้อความ ให้ใช้
1) คีย์บอร์ด
2) เมาส์
3) แทร็กบอล
4) ที่จับ
5. ลักษณะที่สำคัญที่สุดของอุปกรณ์อินพุตพิกัดคือความละเอียด ซึ่งโดยปกติจะเป็น 500 dpi (จุดต่อนิ้ว - จุดต่อนิ้ว (1 นิ้ว = 2.54 ซม.)) ซึ่งหมายความว่า ...
1) เมื่อเลื่อนเมาส์หนึ่งนิ้ว ตัวชี้เมาส์จะเลื่อน 500 จุด
2) เมื่อเลื่อนเมาส์ 500 จุด ตัวชี้เมาส์จะเลื่อนหนึ่งนิ้ว
6. เครื่องสแกนใช้สำหรับ…
1) เพื่อป้อนรูปภาพและเอกสารข้อความลงในคอมพิวเตอร์
2) สำหรับการวาดด้วยปากกาพิเศษ
3) เลื่อนเคอร์เซอร์บนหน้าจอมอนิเตอร์
4) รับภาพโฮโลแกรม
อุปกรณ์เอาท์พุต .................................21
1. เครื่องพิมพ์ประเภทใดที่เหมาะกับการพิมพ์เอกสารทางการเงิน?
1) เครื่องพิมพ์ดอทเมตริกซ์
2) เครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ท
3) เครื่องพิมพ์เลเซอร์
2.การพิมพ์บทคัดย่อควรใช้เครื่องพิมพ์ประเภทใด
1) เครื่องพิมพ์ดอทเมตริกซ์
2) เครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ท
3) เครื่องพิมพ์เลเซอร์

1. เครื่องพิมพ์ประเภทใดที่เหมาะกับการพิมพ์ภาพถ่าย?
1) เครื่องพิมพ์ดอทเมตริกซ์
2) เครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ท
3) เครื่องพิมพ์เลเซอร์
2. หากไม่ปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านสุขอนามัยและสุขอนามัยของคอมพิวเตอร์ อาจส่งผลเสียต่อสุขภาพของมนุษย์ได้ ...
1) จอภาพบนหลอดรังสีแคโทด
2) จอภาพผลึกเหลว
4) แผงพลาสมา
3. อุปกรณ์บันทึกและอ่านข้อมูลเรียกว่า ...
1) ฟลอปปีไดรฟ์หรือที่เก็บข้อมูล

4. เมื่อคุณปิดคอมพิวเตอร์ ข้อมูลทั้งหมดจะถูกลบออกจาก ...
4) แรม
5) ฮาร์ดไดรฟ์
6) เลเซอร์ดิสก์
7) ดิสเก็ตต์
13. ข้อมูลถูกจัดเก็บไว้ในอุปกรณ์ใดของคอมพิวเตอร์
1) หน่วยความจำภายนอก
2) จอภาพ;
3) โปรเซสเซอร์
2. รางออปติคัลจะบางลงและวางหนาแน่นกว่าบน...
1) แผ่นวิดีโอดิจิทัล (แผ่น DVD)
2) คอมแพคดิสก์ (ซีดี - ดิสก์)
3) ฟล็อปปี้ดิสก์
3. ข้อมูลดิสก์ใดถูกจัดเก็บไว้ในแทร็กศูนย์กลางซึ่งส่วนที่เป็นแม่เหล็กและไม่เป็นแม่เหล็กสลับกัน
1) บนฟล็อปปี้ดิสก์
2) ในซีดี
3) บนแผ่นดีวีดี

4. อุปกรณ์อินพุต ได้แก่…

1) ฮาร์ดดิสก์ โปรเซสเซอร์ โมดูลหน่วยความจำ มาเธอร์บอร์ด ฟล็อปปี้ดิสก์
5. อุปกรณ์เอาท์พุต ได้แก่…
1) คีย์บอร์ด เมาส์ จอยสติ๊ก ปากกาแสง สแกนเนอร์ กล้องดิจิตอล ไมโครโฟน
2) ลำโพง จอภาพ เครื่องพิมพ์ หูฟัง
3) ฮาร์ดดิสก์ โปรเซสเซอร์ โมดูลหน่วยความจำ มาเธอร์บอร์ด ฟล็อปปี้ดิสก์
6. โปรแกรมนี้ชื่อว่า ...

7. โปรแกรมคอมพิวเตอร์สามารถควบคุมการทำงานของคอมพิวเตอร์ได้หากอยู่ ...
1) ในแรม
2) บนฟล็อปปี้ดิสก์
3) บนฮาร์ดไดรฟ์
4) ในซีดี
8. ข้อมูลคือ...
1) ลำดับของคำสั่งที่คอมพิวเตอร์ดำเนินการในกระบวนการประมวลผลข้อมูล
2) ข้อมูลที่นำเสนอในรูปแบบดิจิทัลและประมวลผลบนคอมพิวเตอร์
3) ข้อมูลชื่อเก็บไว้ในหน่วยความจำระยะยาว
9. ไฟล์คือ...
1) ข้อความที่พิมพ์บนคอมพิวเตอร์
2) ข้อมูลที่นำเสนอในรูปแบบดิจิทัลและประมวลผลบนคอมพิวเตอร์
3) โปรแกรมหรือข้อมูลที่มีชื่อและเก็บไว้ในหน่วยความจำระยะยาว

10. เมื่อฟอร์แมตฟล็อปปี้ดิสก์อย่างรวดเร็ว...
1) กำลังล้างไดเร็กทอรีของดิสก์
2) ข้อมูลทั้งหมดจะถูกลบ
3) ดิสก์กำลังจัดเรียงข้อมูล
4) ดำเนินการตรวจสอบตาม

1. เครื่องเจาะถูกประดิษฐ์ขึ้นเมื่อใดและโดยใคร พวกเขาแก้ไขงานอะไร

2. รีเลย์ระบบเครื่องกลไฟฟ้าคืออะไร? คอมพิวเตอร์รีเลย์ถูกสร้างขึ้นเมื่อใด พวกเขาเร็วแค่ไหน?
3. คอมพิวเตอร์เครื่องแรกถูกสร้างขึ้นที่ไหนและเมื่อไหร่? เธอชื่ออะไร
4. บทบาทของ John von Neumann ในการสร้างคอมพิวเตอร์คืออะไร?
5. ใครคือผู้ออกแบบคอมพิวเตอร์ในประเทศเครื่องแรก
6. เครื่องจักรรุ่นแรกสร้างขึ้นบนฐานองค์ประกอบใด ลักษณะสำคัญของพวกเขาคืออะไร?
7. เครื่องจักรรุ่นที่สองถูกสร้างขึ้นบนฐานองค์ประกอบใด อะไรคือข้อได้เปรียบเมื่อเทียบกับคอมพิวเตอร์รุ่นแรก?
8. วงจรรวมคืออะไร? คอมพิวเตอร์วงจรรวมเครื่องแรกถูกสร้างขึ้นเมื่อใด พวกเขาเรียกว่าอะไร?
9. ขอบเขตใหม่ของการประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์ได้เกิดขึ้นพร้อมกับการกำเนิดของเครื่องจักรรุ่นที่สาม?

วงจรรวมแบบแรก

อุทิศให้กับวันครบรอบ 50 ปีของวันที่เป็นทางการ

บี. มาลาเชวิช

เมื่อวันที่ 12 กันยายน พ.ศ. 2501 พนักงานของ Texas Instruments (TI) Jack Kilby แสดงให้ผู้บริหารเห็นอุปกรณ์แปลก ๆ สามชิ้น - อุปกรณ์ที่ติดกาวด้วยขี้ผึ้งบนพื้นผิวแก้วจากซิลิคอนสองชิ้นขนาด 11.1 × 1.6 มม. (รูปที่ 1) สิ่งเหล่านี้คือเค้าโครงสามมิติ ซึ่งเป็นต้นแบบของวงจรรวม (IC) ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งพิสูจน์ให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการผลิตองค์ประกอบวงจรทั้งหมดโดยใช้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ชนิดเดียว วันที่นี้มีการเฉลิมฉลองในประวัติศาสตร์ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เนื่องจากเป็นวันเกิดของวงจรรวม แต่มันคืออะไร?

ข้าว. 1. แบบจำลองของ IS ลำแรกโดย J. Kilby ภาพจาก http://www.computerhistory.org/semiconductor/timeline/1958-Miniaturized.html

ในช่วงปลายทศวรรษ 1950 เทคโนโลยีการประกอบอุปกรณ์วิทยุ-อิเล็กทรอนิกส์ (REA) จากชิ้นส่วนแยกได้หมดความเป็นไปได้ โลกมาถึงวิกฤตที่รุนแรงที่สุดของ REA จำเป็นต้องมีมาตรการที่รุนแรง เมื่อถึงเวลานั้น เทคโนโลยีแบบบูรณาการสำหรับการผลิตทั้งอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์และบอร์ดเซรามิกแบบฟิล์มหนาและฟิล์มบางได้เชี่ยวชาญในเชิงอุตสาหกรรมแล้วในสหรัฐอเมริกาและสหภาพโซเวียต กล่าวคือ ข้อกำหนดเบื้องต้นพร้อมสำหรับการเอาชนะวิกฤตนี้ด้วยการสร้างองค์ประกอบหลายองค์ประกอบ ผลิตภัณฑ์มาตรฐาน - วงจรรวม

วงจรรวม (ไมโครวงจร, ไอซี) รวมถึง อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความสลับซับซ้อนต่างกัน โดยองค์ประกอบทั้งหมดที่เป็นประเภทเดียวกันจะถูกผลิตขึ้นพร้อมกันในวัฏจักรเทคโนโลยีเดียว กล่าวคือ ด้วยเทคโนโลยีผสมผสาน ไม่เหมือนกับแผงวงจรพิมพ์ (ซึ่งตัวนำที่เชื่อมต่อทั้งหมดถูกผลิตขึ้นพร้อมกันในวงจรเดียวโดยใช้เทคโนโลยีแบบบูรณาการ) ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ และ (ในไอซีสารกึ่งตัวนำ) ไดโอดและทรานซิสเตอร์จะก่อรูปในลักษณะเดียวกันในไอซี นอกจากนี้ ไอซีหลายตัวยังถูกผลิตขึ้นพร้อมๆ กัน ตั้งแต่หลักหมื่นถึงหลักพัน

วงจรรวมได้รับการพัฒนาและผลิตโดยอุตสาหกรรมในรูปแบบของชุด ซึ่งรวมวงจรไมโครจำนวนมากที่มีวัตถุประสงค์การทำงานต่างๆ ไว้สำหรับใช้ร่วมกันในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ไอซีซีรีส์นี้มีการออกแบบมาตรฐานและระบบไฟฟ้าและคุณสมบัติอื่นๆ ที่รวมเป็นหนึ่งเดียว ผู้ผลิตเป็นผู้จัดหา IC ให้กับผู้บริโภคที่แตกต่างกันในฐานะผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์อิสระที่ตรงตามข้อกำหนดมาตรฐานของระบบ ไอซีจัดอยู่ในประเภทผลิตภัณฑ์ที่ซ่อมไม่ได้ เมื่อซ่อมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ไอซีที่เสียจะถูกเปลี่ยนใหม่

วงจรรวมมีสองกลุ่มหลัก: ไฮบริดและเซมิคอนดักเตอร์

ในวงจรรวมแบบไฮบริด (HICs) ตัวนำทั้งหมดและองค์ประกอบแบบพาสซีฟถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิวของซับสเตรตไมโครเซอร์กิต (มักทำจากเซรามิก) โดยใช้เทคโนโลยีแบบบูรณาการ องค์ประกอบที่ใช้งานอยู่ในรูปแบบของไดโอดแบบไม่มีบรรจุภัณฑ์ ทรานซิสเตอร์ และคริสตัล IC ของเซมิคอนดักเตอร์จะถูกติดตั้งบนซับสเตรตทีละตัว ด้วยตนเองหรือโดยอัตโนมัติ

ในไอซีสารกึ่งตัวนำ ส่วนประกอบเชื่อมต่อ พาสซีฟ และแอคทีฟจะเกิดขึ้นในวัฏจักรเทคโนโลยีเดียวบนพื้นผิวของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ (โดยปกติคือซิลิคอน) โดยมีการบุกรุกบางส่วนเข้าไปในปริมาตรโดยวิธีการแพร่กระจาย ในเวลาเดียวกัน จากหลายสิบถึงหลายพันไอซีผลิตขึ้นบนเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์หนึ่งแผ่น ขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของอุปกรณ์และขนาดของคริสตัลและเวเฟอร์ อุตสาหกรรมนี้ผลิตไอซีเซมิคอนดักเตอร์ในบรรจุภัณฑ์มาตรฐาน ในรูปแบบของชิปเดี่ยวหรือในรูปแบบของเวเฟอร์ที่ไม่มีการแบ่งแยก

ปรากฏการณ์ของโลกไฮบริด (GIS) และเซมิคอนดักเตอร์ไอซีเกิดขึ้นในลักษณะที่แตกต่างกัน GIS เป็นผลิตภัณฑ์ของการพัฒนาเชิงวิวัฒนาการของไมโครโมดูลและเทคโนโลยีบอร์ดเซรามิก ดังนั้นพวกเขาจึงปรากฏตัวอย่างไม่น่าเชื่อไม่มีวันเกิดของ GIS ที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปและผู้แต่งที่เป็นที่รู้จักโดยทั่วไป วงจรรวมเซมิคอนดักเตอร์เป็นผลตามธรรมชาติและหลีกเลี่ยงไม่ได้ของการพัฒนาเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ แต่จำเป็นต้องมีการสร้างแนวคิดใหม่ ๆ และการสร้างสรรค์เทคโนโลยีใหม่ที่มีวันเดือนปีเกิดและผู้แต่งเป็นของตนเอง ไอซีไฮบริดและเซมิคอนดักเตอร์ตัวแรกปรากฏในสหภาพโซเวียตและสหรัฐอเมริกาเกือบจะพร้อมกันและเป็นอิสระจากกัน

ไอซีไฮบริดตัวแรก

ไฮบริดไอซีรวมถึงไอซี การผลิตที่รวมเทคโนโลยีหนึ่งสำหรับการผลิตชิ้นส่วนแบบพาสซีฟเข้ากับเทคโนโลยีส่วนบุคคล (แบบแมนนวลหรือแบบอัตโนมัติ) สำหรับการติดตั้งและการติดตั้งส่วนประกอบแบบแอกทีฟ

ย้อนกลับไปในช่วงปลายทศวรรษที่ 1940 บริษัท Centralab ในสหรัฐอเมริกาได้พัฒนาหลักการพื้นฐานสำหรับการผลิตแผงวงจรพิมพ์ที่ใช้ฟิล์มเซรามิกแบบฟิล์มหนา ซึ่งต่อมาได้รับการพัฒนาโดยบริษัทอื่นๆ มันขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีการผลิตของแผงวงจรพิมพ์และตัวเก็บประจุเซรามิก จากแผงวงจรพิมพ์พวกเขาใช้เทคโนโลยีสำคัญในการสร้างโทโพโลยีของตัวนำที่เชื่อมต่อ - การพิมพ์ซิลค์สกรีน จากตัวเก็บประจุ - วัสดุพื้นผิว (เซรามิก, มักจะเป็น sital), เช่นเดียวกับวัสดุวางและเทคโนโลยีความร้อนของการยึดบนพื้นผิว

และในช่วงต้นทศวรรษ 1950 RCA ได้คิดค้นเทคโนโลยีฟิล์มบาง: การพ่นวัสดุต่างๆ ในสุญญากาศและวางผ่านหน้ากากบนพื้นผิวพิเศษ พวกเขาเรียนรู้วิธีผลิตฟิล์มขนาดเล็กจำนวนมากที่เชื่อมต่อกับตัวนำ ตัวต้านทาน และตัวเก็บประจุบนวัสดุเซรามิกเดียว

เมื่อเทียบกับเทคโนโลยีฟิล์มหนา เทคโนโลยีฟิล์มบางให้ความเป็นไปได้ในการผลิตองค์ประกอบโทโพโลยีขนาดเล็กที่แม่นยำกว่า แต่ต้องใช้อุปกรณ์ที่ซับซ้อนและมีราคาแพงกว่า อุปกรณ์ที่ผลิตบนกระดานเซรามิกโดยใช้เทคโนโลยีฟิล์มหนาหรือฟิล์มบางเรียกว่า "วงจรไฮบริด" วงจรไฮบริดถูกผลิตขึ้นเป็นส่วนประกอบของการผลิตของตนเอง การออกแบบ ขนาด และวัตถุประสงค์การใช้งานแตกต่างกันสำหรับผู้ผลิตแต่ละราย พวกเขาไม่ได้เข้าสู่ตลาดเสรี ดังนั้นจึงไม่ค่อยมีใครรู้จัก

วงจรไฮบริดยังบุกรุกไมโครโมดูล ในตอนแรก พวกเขาใช้ชิ้นส่วนขนาดเล็กแบบพาสซีฟและแอคทีฟแยกจากกัน รวมกับการเดินสายแบบพิมพ์แบบดั้งเดิม เทคโนโลยีการประกอบมีความซับซ้อน โดยใช้แรงงานคนจำนวนมาก ดังนั้นไมโครโมดูลจึงมีราคาแพงมาก การใช้งานจึงจำกัดเฉพาะอุปกรณ์ออนบอร์ดเท่านั้น จากนั้นจึงใช้ผ้าพันคอเซรามิกจิ๋วฟิล์มหนา นอกจากนี้ เทคโนโลยีฟิล์มหนาเริ่มผลิตตัวต้านทาน แต่ไดโอดและทรานซิสเตอร์ยังคงใช้แยกบรรจุแยกกัน

ไมโครโมดูลกลายเป็นวงจรรวมแบบไฮบริดในขณะที่ใช้ทรานซิสเตอร์และไดโอดแบบไม่มีแพ็คเกจและโครงสร้างถูกปิดผนึกไว้ในตัวเรือนทั่วไป สิ่งนี้ทำให้กระบวนการประกอบเป็นไปโดยอัตโนมัติอย่างมีนัยสำคัญลดราคาลงอย่างมากและขยายขอบเขตการใช้งาน ตามวิธีการก่อตัวขององค์ประกอบแบบพาสซีฟ GIS แบบฟิล์มหนาและแบบฟิล์มบางนั้นแตกต่างกัน

GIS แรกในสหภาพโซเวียต

GIS แรก (โมดูลของประเภท "Kvant" ซึ่งต่อมาเรียกว่า IS ซีรีส์ 116) ในสหภาพโซเวียตได้รับการพัฒนาในปี 1963 ที่ NIIRE (ต่อมาคือ NPO Leninets, Leningrad) และในปีเดียวกันนั้น โรงงานนำร่องก็เริ่มการผลิตจำนวนมาก ในระบบ GIS เหล่านี้ มีการใช้ไอซีเซมิคอนดักเตอร์ “R12-2” ซึ่งพัฒนาขึ้นในปี 1962 โดยโรงงานอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ในริกา ซึ่งถูกใช้เป็นองค์ประกอบที่ใช้งานอยู่ เนื่องจากประวัติการสร้างไอซีเหล่านี้และลักษณะเฉพาะของไอซีเหล่านี้แยกจากกันไม่ได้ เราจะพิจารณาร่วมกันในหัวข้อ P12-2

ไม่ต้องสงสัยเลยว่าโมดูล Kvant เป็นโมดูลแรกในโลกของ GIS ที่มีการผสานรวมสองระดับ - ในฐานะองค์ประกอบที่ใช้งานอยู่ พวกเขาไม่ได้ใช้ทรานซิสเตอร์ไร้กรอบแบบแยกส่วน แต่ใช้เซมิคอนดักเตอร์ไอซี มีแนวโน้มว่าพวกเขาเป็น GIS แห่งแรกในโลก - ผลิตภัณฑ์หลายองค์ประกอบที่สมบูรณ์ทั้งโครงสร้างและการใช้งานที่ส่งมอบให้กับผู้บริโภคในฐานะผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์อิสระ ผลิตภัณฑ์ที่คล้ายกันจากต่างประเทศรุ่นแรกสุดที่ระบุโดยผู้เขียนคือโมดูล IBM SLT ที่อธิบายไว้ด้านล่าง แต่ได้รับการประกาศในปีต่อมา พ.ศ. 2507

GIS แห่งแรกในสหรัฐอเมริกา

การปรากฏตัวของ GIS แบบฟิล์มหนาเป็นฐานองค์ประกอบหลักของคอมพิวเตอร์ IBM System /360 ใหม่ได้รับการประกาศครั้งแรกโดย IBM ในปี 1964 ดูเหมือนว่านี่เป็นแอปพลิเคชั่นแรกของ GIS นอกสหภาพโซเวียต ผู้เขียนไม่สามารถหาตัวอย่างก่อนหน้านี้ได้

เซมิคอนดักเตอร์ไอซีของซีรีส์ "Micrologic" โดย Fairchild และ "SN-51" โดย TI (เราจะพูดถึงพวกเขาด้านล่าง) ซึ่งรู้จักกันดีอยู่แล้วในแวดวงของผู้เชี่ยวชาญนั้นยังหาได้ยากและมีราคาแพงสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์ ซึ่งก็คือ การสร้างเมนเฟรมคอมพิวเตอร์ ดังนั้น IBM Corporation ซึ่งใช้การออกแบบไมโครโมดูลแบบแบนเป็นพื้นฐาน จึงได้พัฒนาชุด GIS แบบฟิล์มหนาของตนเอง โดยประกาศภายใต้ชื่อทั่วไป (ตรงข้ามกับ "ไมโครโมดูล") - "โมดูล SLT" (เทคโนโลยีโซลิดลอจิก - เทคโนโลยีลอจิกที่เป็นของแข็ง โดยปกติแล้ว คำว่า "โซลิด" แปลเป็นภาษารัสเซียว่า "โซลิด" ซึ่งไม่มีเหตุผลอย่างแน่นอน อันที่จริง คำว่า "โมดูล SLT" ได้รับการแนะนำโดย IBM เพื่อต่อต้านคำว่า "ไมโครโมดูล" และควรสะท้อนถึงความแตกต่าง แต่โมดูลทั้งสองเป็น "ของแข็ง" เช่น การแปลนี้ไม่ใช่ คำว่า "ของแข็ง" มีความหมายอื่น - "ของแข็ง", "ทั้งหมด" ซึ่งเน้นความแตกต่างระหว่าง "โมดูล SLT" และ "ไมโครโมดูล" - โมดูล SLT แบ่งแยกไม่ได้, ไม่สามารถซ่อมแซมได้, เช่น "ทั้งหมด" ดังนั้นเราจึงใช้การแปลที่ไม่ได้มาตรฐานเป็นภาษารัสเซีย: เทคโนโลยีลอจิกที่เป็นของแข็ง - เทคโนโลยีลอจิกที่เป็นของแข็ง)

โมดูล SLT เป็นไมโครเพลทเซรามิกฟิล์มหนาสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาดครึ่งนิ้วที่มีหมุดแนวตั้งกดเข้า การเชื่อมต่อตัวนำและตัวต้านทานถูกนำไปใช้กับพื้นผิวโดยการพิมพ์ซิลค์สกรีน (ตามรูปแบบของอุปกรณ์ที่นำมาใช้) และติดตั้งทรานซิสเตอร์แบบไม่มีแพ็คเกจ หากจำเป็นให้ติดตั้งตัวเก็บประจุถัดจากโมดูล SLT บนแผงอุปกรณ์ ด้วยภายนอกที่เกือบจะเหมือนกัน (ไมโครโมดูลจะค่อนข้างสูงกว่า รูปที่ 2) โมดูล SLT แตกต่างจากไมโครโมดูลแบนตรงที่องค์ประกอบมีความหนาแน่นสูงกว่า ใช้พลังงานต่ำ มีความเร็วสูงและมีความน่าเชื่อถือสูง นอกจากนี้ เทคโนโลยี SLT ค่อนข้างง่ายที่จะทำให้เป็นอัตโนมัติ ดังนั้นจึงสามารถผลิตได้ในปริมาณมากด้วยต้นทุนที่ต่ำพอที่จะใช้ในอุปกรณ์เชิงพาณิชย์ได้ นี่คือสิ่งที่ไอบีเอ็มต้องการ บริษัทได้สร้างโรงงานอัตโนมัติที่ East Fishkill ใกล้นิวยอร์กเพื่อผลิตโมดูล SLT ซึ่งผลิตได้หลายล้านชุด

ข้าว. 2. ไมโครโมดูลของสหภาพโซเวียตและโมดูล SLT ฉ. ไอบีเอ็ม. ภาพ STL จาก http://infolab.stanford.edu/pub/voy/museum/pictures/display/3-1.htm

ต่อจากไอบีเอ็ม GIS เริ่มผลิตโดยบริษัทอื่นๆ ซึ่ง GIS กลายเป็นผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ การออกแบบโดยทั่วไปของโมดูลไมโครโมดูลแบนและโมดูล SLT จาก IBM Corporation ได้กลายเป็นหนึ่งในมาตรฐานสำหรับไอซีแบบไฮบริด

ไอซีเซมิคอนดักเตอร์ตัวแรก

ในช่วงปลายทศวรรษ 1950 อุตสาหกรรมนี้อยู่ในสถานะที่ดีในการผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ราคาถูก แต่ถ้าทรานซิสเตอร์หรือไดโอดทำจากเจอร์เมเนียมและซิลิกอน ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุก็ทำจากวัสดุอื่น หลายคนเชื่อว่าเมื่อสร้างวงจรไฮบริดจะไม่มีปัญหาในการประกอบองค์ประกอบเหล่านี้แยกจากกัน และถ้าเป็นไปได้ที่จะผลิตชิ้นส่วนทั้งหมดที่มีขนาดและรูปร่างมาตรฐานและทำให้กระบวนการประกอบเป็นไปโดยอัตโนมัติ ต้นทุนของอุปกรณ์จะลดลงอย่างมาก บนพื้นฐานของเหตุผลดังกล่าว ผู้สนับสนุนเทคโนโลยีไฮบริดถือว่าเป็นทิศทางทั่วไปในการพัฒนาไมโครอิเล็กทรอนิกส์

แต่ไม่ใช่ทุกคนที่แบ่งปันความคิดเห็นนี้ ความจริงก็คือทรานซิสเตอร์ mesa และโดยเฉพาะอย่างยิ่งทรานซิสเตอร์ระนาบที่สร้างขึ้นแล้วในยุคนั้นได้รับการดัดแปลงสำหรับการประมวลผลแบบแบตช์ซึ่งดำเนินการหลายอย่างสำหรับการผลิตทรานซิสเตอร์จำนวนมากบนแผ่นวัสดุพิมพ์เดียวพร้อมกัน นั่นคือทรานซิสเตอร์หลายตัวถูกผลิตขึ้นพร้อมกันบนแผ่นเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์หนึ่งแผ่น จากนั้นแผ่นก็ถูกตัดเป็นทรานซิสเตอร์แต่ละตัวซึ่งวางไว้ในแต่ละกรณี จากนั้นผู้ผลิตฮาร์ดแวร์ก็รวมทรานซิสเตอร์บนแผงวงจรพิมพ์แผ่นเดียว มีคนพบว่าวิธีนี้ไร้สาระ - ทำไมถอดทรานซิสเตอร์ออกแล้วรวมเข้าด้วยกันอีกครั้ง เป็นไปได้หรือไม่ที่จะรวมเข้าด้วยกันทันทีบนแผ่นเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ ในเวลาเดียวกัน กำจัดการดำเนินการที่ซับซ้อนและมีราคาแพงหลายอย่าง! คนเหล่านี้คิดค้นไอซีสารกึ่งตัวนำ

แนวคิดนี้ง่ายมากและชัดเจนอย่างสมบูรณ์ แต่มักจะเกิดขึ้นหลังจากที่มีคนประกาศและพิสูจน์แล้วเท่านั้น พิสูจน์แล้วว่าการประกาศเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอเช่นในกรณีนี้ แนวคิดของ IC ได้รับการประกาศเมื่อต้นปี 2495 ก่อนที่จะมีวิธีการแบทช์สำหรับการผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ บน การประชุมประจำปีเกี่ยวกับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งจัดขึ้นในกรุงวอชิงตัน ดี.ซี. จากสำนักงานเรดาร์ของอังกฤษในมัลเวิร์น เจฟฟรีย์ ดัมเมอร์ ได้นำเสนอรายงานเกี่ยวกับความน่าเชื่อถือของส่วนประกอบอุปกรณ์เรดาร์ ในรายงาน เขาได้กล่าวคำทำนายไว้ว่า “ ด้วยการกำเนิดของทรานซิสเตอร์และการทำงานในด้านเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ เราสามารถจินตนาการถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในรูปแบบของบล็อกทึบที่ไม่มีสายเชื่อมต่อ บล็อกอาจประกอบด้วยชั้นของวัสดุที่เป็นฉนวน นำไฟฟ้า แก้ไข และเสริมแรง ซึ่งบางพื้นที่ถูกตัดออกเพื่อให้สามารถทำหน้าที่ทางไฟฟ้าได้โดยตรง”. แต่คำทำนายนี้ไม่มีใครสังเกตเห็นโดยผู้เชี่ยวชาญ พวกเขาจำมันได้หลังจากการปรากฏตัวของไอซีเซมิคอนดักเตอร์ตัวแรกเท่านั้น นั่นคือ หลังจากการพิสูจน์ในทางปฏิบัติของแนวคิดที่ประกาศมาอย่างยาวนาน ใครบางคนจะต้องเป็นคนแรกที่ปรับเปลี่ยนและนำแนวคิดของเซมิคอนดักเตอร์ IC ไปใช้

เช่นเดียวกับในกรณีของทรานซิสเตอร์ ผู้สร้าง IC สารกึ่งตัวนำที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปมีรุ่นก่อนหน้าที่ประสบความสำเร็จไม่มากก็น้อย ความพยายามที่จะนำความคิดของเขาไปใช้ในปี 1956 นั้นถูกสร้างขึ้นโดย Dammer เอง แต่ล้มเหลว ในปี 1953 Harvick Johnson จาก RCA ได้รับสิทธิบัตรสำหรับ single-chip oscillator และในปี 1958 ร่วมกับ Thorkel Wallmark ได้ประกาศแนวคิดของ "อุปกรณ์รวมเซมิคอนดักเตอร์" ในปี 1956 Ross พนักงานของ Bell Labs ได้สร้างวงจรตัวนับเลขฐานสองโดยใช้ พื้นฐาน n-p-n-pโครงสร้างในผลึกเดี่ยว ในปี 1957 Yasuro Taru จากบริษัท MITI ของญี่ปุ่นได้รับสิทธิบัตรสำหรับการรวมทรานซิสเตอร์ที่แตกต่างกันไว้ในชิปตัวเดียว แต่สิ่งเหล่านี้และการพัฒนาที่คล้ายคลึงกันอื่น ๆ นั้นมีลักษณะเป็นส่วนตัวไม่ได้ถูกนำไปผลิตและไม่ได้กลายเป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบบูรณาการ มีเพียงสามโครงการเท่านั้นที่สนับสนุนการพัฒนา IP ในการผลิตภาคอุตสาหกรรม

Jack Kilby จาก Texas Instruments (TI), Robert Noyce จาก Fairchild (ทั้งจากสหรัฐอเมริกา) และ Yuri Valentinovich Osokin จาก Design Bureau of the Riga Semiconductor Devices Plant (USSR) กลายเป็นผู้โชคดี ชาวอเมริกันสร้างแบบจำลองการทดลองของวงจรรวม: J. Kilby - แบบจำลองของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า IC (1958) จากนั้นทริกเกอร์ mesa-transistor (1961), R. Noyce - ทริกเกอร์เทคโนโลยีระนาบ (1961) และ Yu. Osokin - ลอจิคัล IC "2NOT-OR" ในเยอรมนีที่เข้าสู่การผลิตแบบอนุกรมทันที (1962) บริษัทเหล่านี้เริ่มผลิตไอซีต่อเนื่องเกือบพร้อมกันในปี 2505

ไอซีเซมิคอนดักเตอร์ตัวแรกในสหรัฐอเมริกา

ไอพี แจ็ค คิลบี IS ซีรีส์ “ SN-51”

ในปี 1958 J. Kilby (ผู้บุกเบิกการใช้ทรานซิสเตอร์ในเครื่องช่วยฟัง) ได้ย้ายไปที่ Texas Instruments Kilby ผู้มาใหม่ในฐานะวิศวกรวงจรถูก "โยน" เพื่อปรับปรุงการบรรจุไมโครโมดูลของจรวดด้วยการสร้างทางเลือกแทนไมโครโมดูล มีการพิจารณาตัวเลือกในการประกอบบล็อกจากชิ้นส่วนรูปทรงมาตรฐาน ซึ่งคล้ายกับการประกอบโมเดลของเล่นจากฟิกเกอร์เลโก้ แต่คิลบีรู้สึกทึ่งกับสิ่งอื่น เอฟเฟกต์ "รูปลักษณ์ใหม่" มีบทบาทชี้ขาด: ประการแรก เขากล่าวทันทีว่าไมโครโมดูลเป็นทางตัน และประการที่สอง หลังจากชื่นชมโครงสร้างของเมซ่า เขาจึงสรุปว่าวงจรควร (และสามารถ) ดำเนินการจากวัสดุเดียว - สารกึ่งตัวนำ Kilby ทราบถึงแนวคิดของ Dummer และความล้มเหลวของเขาในการนำไปใช้ในปี 1956 หลังจากวิเคราะห์แล้ว เขาเข้าใจสาเหตุของความล้มเหลวและพบวิธีที่จะเอาชนะมัน “ ข้อดีของฉันคือการใช้ความคิดนี้ทำให้ฉันกลายเป็นความจริง", J. Kilby กล่าวในภายหลังในการปราศรัยโนเบลของเขา

เมื่อยังไม่ได้รับสิทธิ์ในการออกไป เขาจึงทำงานโดยไม่มีการรบกวนในห้องทดลองในขณะที่ทุกคนกำลังพักผ่อน เมื่อวันที่ 24 กรกฎาคม พ.ศ. 2501 Kilby ได้กำหนดแนวคิดในวารสารห้องปฏิบัติการชื่อ Monolithic Idea สาระสำคัญของมันคือว่า ". .. ส่วนประกอบของวงจร เช่น ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ ตัวเก็บประจุแบบกระจาย และทรานซิสเตอร์สามารถรวมไว้ในชิปตัวเดียวได้ - หากทำจากวัสดุชนิดเดียวกัน ... ในการออกแบบวงจรฟลิปฟลอป องค์ประกอบทั้งหมดต้องทำจากซิลิกอน และตัวต้านทานจะใช้ความต้านทานของปริมาตรซิลิกอนและตัวเก็บประจุ - ความจุของจุดแยก p-n” . "แนวคิดของเสาหิน" พบกับทัศนคติที่น่าขันจากฝ่ายบริหารของ Texas Instruments ซึ่งต้องการการพิสูจน์ความเป็นไปได้ในการผลิตทรานซิสเตอร์ ตัวต้านทาน และตัวเก็บประจุจากเซมิคอนดักเตอร์และความสามารถในการทำงานของวงจรที่ประกอบจากองค์ประกอบดังกล่าว

ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2501 Kilby ได้ตระหนักถึงความคิดของเขา - เขาสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากเจอร์เมเนียมสองชิ้นขนาด 11.1 x 1.6 มม. ติดกาวด้วยขี้ผึ้งบนพื้นผิวแก้วซึ่งมีบริเวณการแพร่กระจายสองประเภท (รูปที่ 1) เขาใช้พื้นที่เหล่านี้และหน้าสัมผัสที่มีอยู่เพื่อสร้างวงจรกำเนิด โดยเชื่อมต่อองค์ประกอบต่างๆ ด้วยลวดทองเส้นบางที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 100 ไมครอนด้วยการเชื่อมด้วยความร้อน จากพื้นที่หนึ่ง มีการสร้าง mestransistor จากอีกที่หนึ่งคือ RC chain เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามเครื่องที่ประกอบแล้วได้สาธิตให้ผู้บริหารของบริษัทดู เมื่อเชื่อมต่อพลังงาน พวกเขาทำงานที่ความถี่ 1.3 MHz มันเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 12 กันยายน 1958 หนึ่งสัปดาห์ต่อมา Kilby สร้างเครื่องขยายเสียงในลักษณะเดียวกัน แต่สิ่งเหล่านี้ยังไม่ใช่โครงสร้างแบบรวม แต่เป็นเลย์เอาต์สามมิติของเซมิคอนดักเตอร์ไอซีซึ่งพิสูจน์แนวคิดในการผลิตองค์ประกอบวงจรทั้งหมดจากวัสดุเดียว - เซมิคอนดักเตอร์

ข้าว. 3. ประเภท 502 ทริกเกอร์ J. Kilby ภาพจาก http://www.computerhistory.org/semiconductor/timeline/1958-Miniaturized.html

วงจรรวมอย่างแท้จริงตัวแรกของ Kilby ซึ่งสร้างขึ้นในชิ้นเดียวของเจอร์เมเนียมเสาหินคือ IC ทริกเกอร์การทดลอง Type 502 (รูปที่ 3) ใช้ทั้งความต้านทานจำนวนมากของเจอร์เมเนียมและความจุของจุดเชื่อมต่อ p-n การนำเสนอเกิดขึ้นในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2502 มีการผลิตไอซีจำนวนเล็กน้อยในห้องปฏิบัติการและขายในวงแคบในราคา 450 ดอลลาร์ IC มีองค์ประกอบหกอย่าง: ทรานซิสเตอร์ mesa สี่ตัวและตัวต้านทานสองตัววางบนเวเฟอร์ซิลิกอนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 ซม. แต่ Kilby IC มีข้อเสียเปรียบอย่างร้ายแรง - ทรานซิสเตอร์ mesa ซึ่งอยู่ในรูปแบบของคอลัมน์ "แอคทีฟ" ด้วยกล้องจุลทรรศน์ซึ่งตั้งตระหง่านอยู่ด้านบน ส่วนที่เหลือเป็นส่วน "เฉยๆ" ของคริสตัล การเชื่อมต่อเสา mesa เข้าด้วยกันใน Kilby IS นั้นดำเนินการโดยการต้มลวดทองคำบาง ๆ ซึ่งเป็น "เทคโนโลยีขนดก" ที่ทุกคนเกลียดชัง เห็นได้ชัดว่าด้วยการเชื่อมต่อดังกล่าวทำให้ไม่สามารถสร้างไมโครวงจรที่มีองค์ประกอบจำนวนมากได้ - ใยลวดจะแตกหรือปิดใหม่ ใช่แล้วเจอร์เมเนียมในเวลานั้นถือเป็นวัสดุที่ไม่มีแนวโน้ม ความก้าวหน้าไม่ได้เกิดขึ้น

ถึงตอนนี้ เทคโนโลยีระนาบซิลิกอนได้รับการพัฒนาขึ้นที่แฟร์ไชลด์ จากทั้งหมดนี้ Texas Instruments จึงต้องละทิ้งทุกอย่างที่ Kilby ทำไว้และดำเนินการต่อโดยไม่มี Kilby เพื่อพัฒนาชุดไอซีที่ใช้เทคโนโลยีระนาบซิลิคอน ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2504 บริษัทได้ประกาศการสร้างชุดวงจรรวมประเภท SN-51 และตั้งแต่ปี พ.ศ. 2505 ได้เริ่มการผลิตและการจัดหาจำนวนมากเพื่อประโยชน์ของกระทรวงกลาโหมสหรัฐและองค์การนาซา

IP โดย Robert Noyce IS ซีรีส์ “จุลภาค”

ในปีพ.ศ. 2500 ด้วยเหตุผลหลายประการ W. Shockley ผู้ประดิษฐ์ทรานซิสเตอร์แบบแยกส่วน ได้ออกจากกลุ่มวิศวกรรุ่นใหม่ 8 คนที่ต้องการลองใช้แนวคิดของตนเอง “Eight of Traitors” ตามที่ Shockley เรียกพวกเขา นำโดย R. Noyce และ G. Moore ก่อตั้ง Fairchild Semiconductor (“เด็กสวย”) บริษัทนี้นำโดย Robert Noyce ตอนนั้นเขาอายุ 23 ปี

ในตอนท้ายของปี 1958 นักฟิสิกส์ D. Horney ซึ่งทำงานที่ Fairchild Semiconductor ได้พัฒนาเทคโนโลยีระนาบสำหรับการผลิตทรานซิสเตอร์ และนักฟิสิกส์ชาวเช็กชื่อ เคิร์ต เลโฮเวค ซึ่งทำงานที่ Sprague Electric ได้พัฒนาเทคนิคสำหรับการใช้ทางแยก n-p แบบย้อนกลับเพื่อแยกส่วนประกอบทางไฟฟ้า ในปี 1959 Robert Noyce เมื่อได้ยินเกี่ยวกับรูปแบบ IC ของ Kilby จึงตัดสินใจลองสร้างวงจรรวมโดยรวมกระบวนการที่ Horney และ Lehovek เสนอ และแทนที่จะเป็น "เทคโนโลยีที่ยุ่งเหยิง" ในการเชื่อมต่อโครงข่าย Noyce เสนอการเลือกการทับถมของชั้นโลหะบาง ๆ บนโครงสร้างเซมิคอนดักเตอร์ที่หุ้มด้วยฉนวนซิลิกอนไดออกไซด์ โดยเชื่อมต่อกับส่วนสัมผัสขององค์ประกอบต่าง ๆ ผ่านรูที่เหลืออยู่ในชั้นฉนวน สิ่งนี้ทำให้สามารถ "จุ่ม" องค์ประกอบที่ใช้งานอยู่ในตัวเซมิคอนดักเตอร์ หุ้มฉนวนด้วยซิลิกอนออกไซด์ จากนั้นเชื่อมต่อองค์ประกอบเหล่านี้ด้วยอลูมิเนียมสปัตเตอร์หรือรางทอง ซึ่งสร้างขึ้นโดยใช้กระบวนการโฟโตลิโทกราฟี การเคลือบโลหะ และการกัดที่ขั้นตอนสุดท้ายของ การผลิตสินค้า. ดังนั้นจึงได้รับตัวเลือก "เสาหิน" อย่างแท้จริงสำหรับการรวมส่วนประกอบต่างๆ ไว้ในวงจรเดียว และเทคโนโลยีใหม่นี้เรียกว่า "ระนาบ" แต่ก่อนอื่น ไอเดียนี้ต้องได้รับการทดสอบก่อน

ข้าว. 4. ทริกเกอร์การทดลอง R. Noyce ภาพจาก http://www.computerhistory.org/semiconductor/timeline/1960-FirstIC.html

ข้าว. 5. ภาพถ่ายของ Micrologic IC ในนิตยสาร Life ภาพจาก http://www.computerhistory.org/semiconductor/timeline/1960-FirstIC.html

ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2502 R. Noyce สั่งให้ Joey Last คิดค้น IC แบบต่างๆ ที่ใช้เทคโนโลยีระนาบ อย่างแรก เช่นเดียวกับ Kilby พวกเขาสร้างโครงร่างทริกเกอร์บนผลึกซิลิกอนหลายตัว ซึ่งมีทรานซิสเตอร์ 4 ตัวและตัวต้านทาน 5 ตัว จากนั้นในวันที่ 26 พฤษภาคม พ.ศ. 2503 มีการผลิตทริกเกอร์แบบชิปเดี่ยวตัวแรก เพื่อแยกองค์ประกอบต่างๆ ออกจากกัน มีการสลักร่องลึกที่ด้านหลังของเวเฟอร์ซิลิคอนซึ่งเต็มไปด้วยอีพอกซีเรซิน เมื่อวันที่ 27 กันยายน พ.ศ. 2503 ทริกเกอร์รุ่นที่สามถูกสร้างขึ้น (รูปที่ 4) ซึ่งองค์ประกอบถูกแยกออกโดยทางแยก p - n ที่เชื่อมต่อด้านหลัง

จนถึงเวลานั้น Fairchild Semiconductor จัดการกับทรานซิสเตอร์เท่านั้น ไม่มีวิศวกรวงจรที่จะสร้างไอซีของเซมิคอนดักเตอร์ ดังนั้น Robert Norman จาก Sperry Gyroscope จึงได้รับเชิญให้เป็นผู้ออกแบบวงจร นอร์แมนคุ้นเคยกับตรรกะตัวต้านทาน-ทรานซิสเตอร์ ซึ่งตามคำแนะนำของเขา บริษัทได้เลือกเป็นพื้นฐานสำหรับซีรีส์ Micrologic IC ในอนาคต ซึ่งพบการใช้งานครั้งแรกในอุปกรณ์จรวดมินิทแมน ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2504 แฟร์ไชลด์ได้ประกาศ IC ทดลองตัวแรกของซีรีส์นี้ (F-flip-flop ที่มีองค์ประกอบหกชิ้น: ทรานซิสเตอร์สองขั้วสี่ตัวและตัวต้านทานสองตัววางบนแผ่นขนาด 1 ซม.) พร้อมเผยแพร่ภาพถ่าย (รูปที่ 5) ใน นิตยสาร ชีวิต(ลงวันที่ 10 มีนาคม 2504) มีการประกาศอีก 5 ICs ในเดือนตุลาคม และตั้งแต่ต้นปี พ.ศ. 2505 แฟร์ไชลด์ได้เปิดตัวการผลิตไอซีจำนวนมากและอุปทานของไอซีเหล่านี้เพื่อประโยชน์ของกระทรวงกลาโหมสหรัฐและองค์การนาซา

Kilby และ Noyce ต้องฟังคำวิจารณ์มากมายเกี่ยวกับนวัตกรรมของพวกเขา เชื่อกันว่าผลผลิตในทางปฏิบัติของวงจรรวมที่เหมาะสมจะต่ำมาก เป็นที่ชัดเจนว่าควรต่ำกว่าทรานซิสเตอร์ (เนื่องจากมีทรานซิสเตอร์หลายตัว) ซึ่งไม่เกิน 15% ประการที่สอง หลายคนเชื่อว่าวงจรรวมใช้วัสดุที่ไม่เหมาะสม เนื่องจากตัวต้านทานและตัวเก็บประจุไม่ได้ทำจากเซมิคอนดักเตอร์ในเวลานั้น ประการที่สามหลายคนไม่สามารถยอมรับความคิดที่ว่าไม่สามารถซ่อมแซม IP ได้ ดูเหมือนเป็นการดูหมิ่นพวกเขาที่จะทิ้งผลิตภัณฑ์ที่มีองค์ประกอบเพียงองค์ประกอบเดียวที่ล้มเหลว ความสงสัยทั้งหมดค่อยๆ หมดไปเมื่อวงจรรวมถูกนำมาใช้ในโครงการทางทหารและอวกาศของสหรัฐฯ ได้สำเร็จ

หนึ่งในผู้ก่อตั้ง Fairchild Semiconductor, G. Moore ได้กำหนดกฎหมายพื้นฐานสำหรับการพัฒนาไมโครอิเล็กทรอนิกส์ของซิลิคอน ตามที่จำนวนของทรานซิสเตอร์ในชิปวงจรรวมเพิ่มขึ้นสองเท่าทุกปี กฎนี้เรียกว่า "กฎของมัวร์" ใช้งานได้ดีในช่วง 15 ปีแรก (เริ่มตั้งแต่ปี 2502) และจากนั้นเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าในเวลาประมาณหนึ่งปีครึ่ง

นอกจากนี้ อุตสาหกรรม IP ในสหรัฐอเมริกาเริ่มพัฒนาอย่างรวดเร็ว ในสหรัฐอเมริกา กระบวนการคล้ายหิมะถล่มของการเกิดขึ้นขององค์กรที่มุ่งเน้นเฉพาะ "ภายใต้ระนาบ" เริ่มต้นขึ้น บางครั้งถึงจุดที่มีการจดทะเบียนบริษัทโหลต่อสัปดาห์ ในการแสวงหาทหารผ่านศึก (บริษัทของ W. Shockley และ R. Noyce) รวมทั้งด้วยแรงจูงใจด้านภาษีและบริการที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดจัดให้ "ผู้มาใหม่" กระจุกตัวอยู่ในหุบเขาซานตาคลารา (แคลิฟอร์เนีย) เป็นส่วนใหญ่ ดังนั้นจึงไม่น่าแปลกใจที่ในปี 1971 ด้วยมือเล็กๆ ของนักข่าวผู้นิยมนวัตกรรมทางเทคนิค ดอน ฮอฟเลอร์ ภาพเทคโนโลยีสุดโรแมนติกของ “ซิลิคอน แวลลีย์” เข้าสู่กระแส ซึ่งกลายความหมายเหมือนกันตลอดไปกับเมกกะแห่งเซมิคอนดักเตอร์เทคโนโลยี การปฎิวัติ. อย่างไรก็ตาม ในบริเวณนั้นมีหุบเขาอยู่จริง ๆ ซึ่งก่อนหน้านี้มีชื่อเสียงในด้านสวนแอปริคอต เชอร์รี่ และพลัมมากมาย ซึ่งมีชื่อที่แตกต่างและน่ารื่นรมย์กว่าก่อนที่ Shockley จะปรากฏตัว - Valley of Heart's Delight โชคไม่ดีที่เกือบ ลืม

ในปี พ.ศ. 2505 การผลิตวงจรรวมจำนวนมากเริ่มต้นขึ้นในสหรัฐอเมริกา แม้ว่าปริมาณการส่งมอบให้กับลูกค้าจะมีจำนวนเพียงไม่กี่พันชิ้น แรงจูงใจที่แข็งแกร่งที่สุดสำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรมการผลิตเครื่องดนตรีและอิเล็กทรอนิกส์ใน พื้นฐานใหม่เป็นเทคโนโลยีจรวดและอวกาศ ในเวลานั้น สหรัฐฯ ไม่ได้มีขีปนาวุธข้ามทวีปที่ทรงพลังเช่นเดียวกับของโซเวียต และเพื่อที่จะเพิ่มประจุ พวกเขาถูกบังคับให้ต้องลดมวลของเรือบรรทุกให้มากที่สุด รวมถึงระบบควบคุมด้วยการแนะนำ ความสำเร็จล่าสุด เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์. บริษัท Texas Instrument และ Fairchild Semiconductor ได้ลงนามในสัญญาขนาดใหญ่สำหรับการพัฒนาและผลิตวงจรรวมกับกระทรวงกลาโหมสหรัฐและ NASA

ไอซีเซมิคอนดักเตอร์ตัวแรกในสหภาพโซเวียต

ในช่วงปลายทศวรรษ 1950 อุตสาหกรรมของสหภาพโซเวียตต้องการไดโอดและทรานซิสเตอร์เซมิคอนดักเตอร์มากจนต้องใช้มาตรการที่รุนแรง ในปี 1959 โรงงานอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ก่อตั้งขึ้นใน Aleksandrov, Bryansk, Voronezh, Riga ฯลฯ ในเดือนมกราคม 1961 คณะกรรมการกลางของ CPSU และคณะรัฐมนตรีของสหภาพโซเวียตได้รับรองพระราชกฤษฎีกาอีกฉบับหนึ่ง "ในการพัฒนาอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์" ซึ่งจัดให้มีการก่อสร้างโรงงานและสถาบันวิจัยในเคียฟ มินสค์ เยเรวาน นัลชิค และเมืองอื่นๆ

เราจะสนใจโรงงานใหม่แห่งหนึ่ง - โรงงาน Riga Semiconductor ที่กล่าวถึงข้างต้น (RZPP เปลี่ยนชื่อหลายครั้งเพื่อความเรียบง่ายเราใช้ที่มีชื่อเสียงที่สุดซึ่งกำลังดำเนินการและตอนนี้) โรงงานใหม่ได้รับอาคารของโรงเรียนเทคนิคสหกรณ์ที่กำลังก่อสร้างในพื้นที่ 5300 ตร.ม. เพื่อเป็นฐานยิงจรวด และในขณะเดียวกันการก่อสร้างอาคารพิเศษก็เริ่มขึ้น ภายในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2503 มีการสร้างบริการ 32 แห่ง ห้องปฏิบัติการ 11 แห่ง และการผลิตนำร่องที่โรงงาน ซึ่งเริ่มขึ้นในเดือนเมษายนเพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการผลิตเครื่องดนตรีชิ้นแรก โรงงานจ้างคน 350 คนแล้ว 260 คนถูกส่งไปเรียนที่สถาบันวิจัยมอสโก -35 (ต่อมาคือสถาบันวิจัยพัลซาร์) และที่โรงงานเลนินกราดสเวตลานาในระหว่างปี และภายในสิ้นปี 2503 จำนวนพนักงานถึง 1,900 คน ในขั้นต้นสายเทคโนโลยีตั้งอยู่ในอาคารกีฬาที่สร้างขึ้นใหม่ของอาคารโรงเรียนเทคนิคสหกรณ์และห้องปฏิบัติการสำนักออกแบบทดลองตั้งอยู่ในห้องเรียนเดิม อุปกรณ์ชิ้นแรก (ทรานซิสเตอร์เจอร์เมเนียมการแพร่กระจายและการแปลงโลหะผสม P-401, P-403, P-601 และ P-602 ที่พัฒนาโดย NII-35) ผลิตโดยโรงงาน 9 เดือนหลังจากการลงนามในคำสั่งสร้างใน มีนาคม 2503 และในปลายเดือนกรกฎาคม เขาผลิตทรานซิสเตอร์ P-401 หนึ่งพันตัวแรก จากนั้นเขาก็เชี่ยวชาญทรานซิสเตอร์และไดโอดอื่น ๆ อีกมากมายในการผลิต ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2504 การก่อสร้างอาคารพิเศษเสร็จสมบูรณ์ซึ่งเริ่มผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์จำนวนมาก

ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2504 โรงงานแห่งนี้ได้เริ่มงานด้านเทคโนโลยีและการพัฒนาอิสระ ซึ่งรวมถึงการใช้เครื่องจักรและระบบอัตโนมัติในการผลิตทรานซิสเตอร์โดยใช้โฟโตลิโทกราฟี ด้วยเหตุนี้จึงมีการพัฒนาเครื่องทำซ้ำภาพถ่ายภายในประเทศเครื่องแรก (photostamp) ซึ่งเป็นการติดตั้งสำหรับการรวมและการพิมพ์ภาพถ่ายแบบสัมผัส (พัฒนาโดย A.S. Gotman) องค์กรของกระทรวงอุตสาหกรรมวิทยุ รวมถึง KB-1 (ต่อมาคือ NPO Almaz กรุงมอสโก) และ NIIRE ได้ให้ความช่วยเหลืออย่างมากในการจัดหาเงินทุนและการผลิตอุปกรณ์พิเศษ จากนั้นผู้พัฒนาอุปกรณ์วิทยุขนาดเล็กที่กระตือรือร้นที่สุดซึ่งไม่มีฐานเซมิคอนดักเตอร์ทางเทคโนโลยีของตนเองกำลังมองหาวิธีการโต้ตอบที่สร้างสรรค์กับโรงงานเซมิคอนดักเตอร์ที่สร้างขึ้นใหม่

ที่ RZPP จัดขึ้น งานที่ใช้งานอยู่เพื่อทำให้การผลิตทรานซิสเตอร์เจอร์เมเนียมของประเภท P401 และ P403 เป็นไปโดยอัตโนมัติตามสายการผลิตของ Ausma ที่โรงงานสร้างขึ้น หัวหน้านักออกแบบ (GK) A.S. Gotman เสนอให้สร้างรางนำกระแสบนพื้นผิวเจอร์เมเนียมจากขั้วไฟฟ้าของทรานซิสเตอร์ไปยังขอบของคริสตัล เพื่อให้เชื่อมสายนำของทรานซิสเตอร์ในเคสได้ง่ายขึ้น แต่ที่สำคัญที่สุด แทร็กเหล่านี้สามารถใช้เป็นขั้วต่อภายนอกของทรานซิสเตอร์ได้เมื่อประกอบโดยไม่มีแพ็คเกจบนบอร์ด (ประกอบด้วยส่วนประกอบเชื่อมต่อและพาสซีฟ) บัดกรีโดยตรงกับแผ่นสัมผัสที่เกี่ยวข้อง (อันที่จริง เทคโนโลยีสำหรับการสร้างไอซีแบบไฮบริด ถูกเสนอ) วิธีการที่เสนอซึ่งเส้นทางการนำพาคริสตัลในปัจจุบันจูบแผ่นสัมผัสของบอร์ดได้รับชื่อเดิม - "เทคโนโลยีการจูบ" แต่เนื่องจากปัญหาทางเทคโนโลยีหลายอย่างที่ไม่ละลายน้ำในเวลานั้น ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับปัญหาความแม่นยำในการรับหน้าสัมผัสบนแผงวงจรพิมพ์ จึงไม่สามารถใช้ "เทคโนโลยีการจูบ" ได้จริง ไม่กี่ปีต่อมา มีการนำแนวคิดที่คล้ายกันนี้ไปใช้ในสหรัฐอเมริกาและสหภาพโซเวียต และพบว่ามีการนำไปใช้อย่างกว้างขวางในสิ่งที่เรียกว่า "บอลลีด" และในเทคโนโลยี "ชิปออนบอร์ด"

อย่างไรก็ตาม บริษัทฮาร์ดแวร์ที่ร่วมมือกับ RZPP ซึ่งรวมถึง NIIRE ต่างก็หวังใน "เทคโนโลยีการจูบ" และวางแผนที่จะใช้มัน ในฤดูใบไม้ผลิปี 1962 เมื่อเห็นได้ชัดว่าการดำเนินการถูกเลื่อนออกไปอย่างไม่มีกำหนด หัวหน้าวิศวกรของ NIIRE V.I. Smirnov ถามผู้อำนวยการ RZPP S.A. Bergman เพื่อค้นหาวิธีอื่นในการใช้วงจรหลายองค์ประกอบประเภท 2NOT-OR ซึ่งเป็นสากลสำหรับการสร้างอุปกรณ์ดิจิทัล

ข้าว. 7. วงจรสมมูลของ IS R12-2 (1LB021) ดึงมาจากหนังสือชี้ชวน IP จากปี 1965

IS และ GIS เล่มแรกโดย Yuri Osokin วงจรทึบ R12-2(ชุดไอซี 102 และ 116 )

ผู้อำนวยการ RZPP มอบหมายงานนี้ให้กับวิศวกรหนุ่ม Yuri Valentinovich Osokin เราจัดแผนกที่ประกอบด้วยห้องปฏิบัติการทางเทคโนโลยี ห้องปฏิบัติการสำหรับการพัฒนาและผลิตโฟโต้มาสก์ ห้องปฏิบัติการตรวจวัด และสายการผลิตนำร่อง ในเวลานั้น เทคโนโลยีสำหรับการผลิตเจอร์เมเนียมไดโอดและทรานซิสเตอร์ได้ถูกส่งไปยัง RZPP และใช้เป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาใหม่ และในฤดูใบไม้ร่วงปี 2505 ได้รับต้นแบบแรกของวงจรของแข็งเจอร์เมเนียม 2NE-OR (เนื่องจากไม่มีคำว่า IP ดังนั้นด้วยความเคารพต่อกิจการในสมัยนั้นเราจะคงชื่อ "วงจรทึบ" - TS) ซึ่งได้รับชื่อโรงงานว่า “P12-2” หนังสือโฆษณาจากปี 1965 บน P12-2 ได้รับการเก็บรักษาไว้ (รูปที่ 6) ข้อมูลและภาพประกอบที่เราจะใช้ TS R12-2 มีทรานซิสเตอร์เจอร์เมเนียม p - n - p สองตัว (ทรานซิสเตอร์ดัดแปลงของประเภท P401 และ P403) พร้อมโหลดทั้งหมดในรูปแบบของตัวต้านทานเจอร์เมเนียมชนิด p แบบกระจาย (รูปที่ 7)

ข้าว. 8. โครงสร้างของ IS R12-2 ดึงมาจากหนังสือชี้ชวน IP จากปี 1965

ข้าว. 9. การวาดมิติของยานพาหนะ R12-2 ดึงมาจากหนังสือชี้ชวน IP จากปี 1965

สายนำด้านนอกเกิดจากการเชื่อมด้วยความร้อนระหว่างบริเวณเจอร์เมเนียมของโครงสร้าง TC และทองของสายนำ สิ่งนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่เสถียรของวงจรภายใต้อิทธิพลภายนอกในสภาวะของเขตร้อนและทะเลหมอก ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการทำงานในชุมสายโทรศัพท์อัตโนมัติกึ่งอิเล็กทรอนิกส์ทางเรือที่ผลิตโดยโรงงาน VEF Riga ซึ่งสนใจในการพัฒนานี้เช่นกัน

โครงสร้าง TS R12-2 (และ R12-5 ที่ตามมา) ถูกสร้างขึ้นในรูปแบบของ "แท็บเล็ต" (รูปที่ 9) จากถ้วยโลหะกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 มม. และสูง 0.8 มม. คริสตัล TS ถูกวางไว้ในนั้นและเติมด้วยสารประกอบโพลิเมอร์ ซึ่งปลายด้านนอกสั้นๆ ของลีดที่ทำจากลวดทองอ่อนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 50 ไมครอนซึ่งเชื่อมกับคริสตัลจะหลุดออกมา น้ำหนักของ P12-2 ไม่เกิน 25 มก. ในการออกแบบนี้ RHs ทนทานต่อความชื้นสัมพัทธ์ 80% ที่อุณหภูมิแวดล้อม 40°C และอุณหภูมิหมุนเวียนตั้งแต่ -60° ถึง 60°C

ในตอนท้ายของปี 1962 การผลิตนักบินของ RZPP ผลิตได้ประมาณ 5,000 คัน R12-2 และในปี 1963 มีการผลิตหลายหมื่นคัน ดังนั้น ปี 1962 จึงเป็นปีเกิดของอุตสาหกรรมไมโครอิเล็กทรอนิกส์ในสหรัฐอเมริกาและสหภาพโซเวียต

ข้าว. 10. กลุ่ม TC R12-2


ข้าว. 11. ลักษณะทางไฟฟ้าหลักของ R12-2

เทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นและยังไม่รับประกันความสามารถในการทำซ้ำพารามิเตอร์อย่างเข้มงวด ดังนั้นอุปกรณ์ที่ใช้งานได้จึงถูกจัดเรียงเป็นกลุ่มของพารามิเตอร์ (ซึ่งมักจะทำในยุคของเรา) ชาวริกาทำเช่นเดียวกันโดยติดตั้ง TS R12-2 8 ประเภท (รูปที่ 10) คุณสมบัติทางไฟฟ้าและคุณสมบัติอื่น ๆ ทั้งหมดจะเหมือนกันสำหรับการจัดอันดับทั้งหมด (รูปที่ 11)

การผลิต TS R12-2 เริ่มขึ้นพร้อมกันกับ R&D "ความแข็ง" ซึ่งสิ้นสุดในปี 2507 (GK Yu.V. Osokin) ภายในกรอบของงานนี้ เทคโนโลยีกลุ่มที่ได้รับการปรับปรุงสำหรับการผลิตเจอร์เมเนียม TC แบบอนุกรมโดยอาศัยโฟโตลิโทกราฟีและการสะสมกัลวานิกของโลหะผสมผ่านโฟโตมาสก์ได้รับการพัฒนาขึ้น เป็นหลัก โซลูชั่นทางเทคนิคจดทะเบียนเป็นสิ่งประดิษฐ์ของ Osokin Yu.V. และ มิคาโลวิช ดี.แอล. (น. เลขที่ ๓๖๘๔๕). หลายบทความโดย Yu.V. Osokina ร่วมกับผู้เชี่ยวชาญ KB-1 I.V. ไม่มีอะไร G.G. Smolko และ Yu.E. Naumov พร้อมคำอธิบายการออกแบบและคุณลักษณะของรถถัง R12-2 (และรถถัง R12-5 ที่ตามมา)

การออกแบบ P12-2 นั้นดีสำหรับทุกคนยกเว้นสิ่งหนึ่ง - ผู้บริโภคไม่ทราบวิธีใช้ผลิตภัณฑ์ขนาดเล็กดังกล่าวด้วยข้อสรุปที่บางที่สุด ตามกฎแล้ว บริษัท ฮาร์ดแวร์ไม่มีทั้งเทคโนโลยีและอุปกรณ์สำหรับสิ่งนี้ ตลอดเวลาของการเปิดตัว R12-2 และ R12-5 นั้น NIIRE, โรงงานวิทยุ Zhiguli ของกระทรวงอุตสาหกรรมวิทยุ, VEF, NIIP (ตั้งแต่ปี 1978 NPO Radiopribor) และองค์กรอื่นๆ เมื่อเข้าใจปัญหาแล้ว ผู้พัฒนา TS ร่วมกับ NIIRE ได้คิดออกแบบระดับที่สองทันที ซึ่งในขณะเดียวกันก็เพิ่มความหนาแน่นของการจัดวางอุปกรณ์

ข้าว. 12. โมดูล 4 คัน R12-2

ในปี 1963 ภายใต้กรอบของ R&D "Kvant" (GK A.N. Pelipenko โดยการมีส่วนร่วมของ E.M. Lyakhovich) การออกแบบโมดูลได้รับการพัฒนาใน NIIRE ซึ่งรวม TS R12-2 สี่ตัวเข้าด้วยกัน (รูปที่ 12) ตั้งแต่สองถึงสี่ R12-2 TC (ในหนึ่งกล่อง) ถูกวางบนไมโครบอร์ดที่ทำจากไฟเบอร์กลาสแบบบาง ซึ่งใช้หน่วยการทำงานบางอย่างร่วมกัน สายนำไฟฟ้าสูงสุด 17 เส้นถูกกดลงบนบอร์ด (จำนวนแตกต่างกันไปสำหรับโมดูลเฉพาะ) ยาว 4 มม. ไมโครเพลทวางอยู่ในถ้วยโลหะประทับตราขนาด 21.6 × 10 6.6 มม. และความลึก 3.1 มม. และเติมด้วยสารประกอบโพลิเมอร์ ผลลัพธ์ที่ได้คือวงจรรวมแบบไฮบริด (GIS) ที่มีองค์ประกอบปิดผนึกสองชั้น และอย่างที่เราพูดไป มันเป็น GIS แรกในโลกที่มีการผสานรวมสองระดับ และอาจจะเป็น GIS แรกโดยทั่วไป โมดูลแปดประเภทได้รับการพัฒนาโดยใช้ชื่อสามัญว่า "Quantum" ซึ่งทำหน้าที่ตรรกะต่างๆ ในฐานะส่วนหนึ่งของโมดูลดังกล่าว ยานพาหนะ R12-2 ยังคงทำงานภายใต้อิทธิพลของการเร่งความเร็วคงที่สูงถึง 150 กรัมและโหลดแรงสั่นสะเทือนในช่วงความถี่ 5–2000 Hz โดยมีความเร่งสูงถึง 15 กรัม

โมดูล Kvant ผลิตขึ้นเป็นครั้งแรกโดยการผลิตเชิงทดลองของ NIIRE จากนั้นจึงถ่ายโอนไปยังโรงงานวิทยุ Zhiguli ของกระทรวงอุตสาหกรรมวิทยุของสหภาพโซเวียต ซึ่งจัดหาโมดูลเหล่านี้ให้กับผู้บริโภคหลายราย รวมถึงโรงงาน VEF

โมดูล TS R12-2 และ Kvant ที่ใช้โมดูลเหล่านี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าใช้งานได้ดีและมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย ในปี พ.ศ. 2511 มีการเผยแพร่มาตรฐานที่กำหนดระบบการรวมแบบครบวงจรสำหรับวงจรรวมในประเทศและในปี พ.ศ. 2512 - ทั่วไป ข้อมูลจำเพาะสำหรับเซมิคอนดักเตอร์ (NP0.073.004TU) และไฮบริด (NP0.073.003TU) ไอซีที่มี ระบบรวมความต้องการ. ตามข้อกำหนดเหล่านี้ Central Bureau for the Application of Integrated Circuits (TsBPIMS, ต่อมาคือ Dayton Central Design Bureau, Zelenograd) เมื่อวันที่ 6 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2512 ได้อนุมัติเงื่อนไขทางเทคนิคใหม่สำหรับ TS ShT3.369.001-1TU ในเวลาเดียวกัน คำว่า "วงจรรวม" ของซีรีส์ 102 ปรากฏขึ้นเป็นครั้งแรกในการกำหนดผลิตภัณฑ์ อันที่จริงแล้ว มันเป็นไอซีหนึ่งตัวที่แยกออกเป็นสี่กลุ่มตามแรงดันเอาต์พุตและความจุโหลด

ข้าว. 13. ไอซี ซีรีส์ 116 และ 117

และเมื่อวันที่ 19 กันยายน พ.ศ. 2513 ข้อกำหนดทางเทคนิค AB0.308.014TU สำหรับโมดูล Kvant ซึ่งได้รับการกำหนด IS ของซีรีส์ 116 ได้รับการอนุมัติที่ TsBPIMS (รูปที่ 13) ชุดประกอบด้วยไอซีเก้าตัว: 1KhL161, 1KhL162 และ 1KhL163 - วงจรดิจิตอลมัลติฟังก์ชั่น 1LE161 และ 1LE162 - องค์ประกอบลอจิคัลสองและสี่ 2NOT-OR; 1TP161 และ 1TP1162 - หนึ่งและสองทริกเกอร์ 1UP161 - เพาเวอร์แอมป์เช่นเดียวกับ 1LP161 - องค์ประกอบเชิงตรรกะ "ข้อห้าม" สำหรับ 4 อินพุตและ 4 เอาต์พุต ไอซีเหล่านี้แต่ละตัวมีตั้งแต่สี่ถึงเจ็ดเวอร์ชัน ซึ่งแตกต่างกันที่แรงดันสัญญาณเอาต์พุตและความจุโหลด โดยรวมแล้วมีการจัดอันดับไอซีทั้งหมด 58 รายการ การดำเนินการถูกทำเครื่องหมายด้วยตัวอักษรหลังส่วนดิจิทัลของการกำหนด IS เช่น 1ХЛ161Ж ในอนาคตช่วงของโมดูลจะขยายออกไป ไอซีซีรีส์ 116 นั้นแท้จริงแล้วเป็นแบบไฮบริด แต่ตามคำร้องขอของ RZPP พวกมันถูกระบุว่าเป็นสารกึ่งตัวนำ (ตัวเลขตัวแรกในการกำหนดคือ "1" ไฮบริดควรมี "2")

ในปี 1972 โดยการตัดสินใจร่วมกันของกระทรวงอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และกระทรวงอุตสาหกรรมวิทยุ การผลิตโมดูลถูกโอนจากโรงงานวิทยุ Zhiguli ไปยัง RZPP สิ่งนี้ทำให้ไม่ต้องขนส่งไอซี 102 ซีรีส์ในระยะทางไกล ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องห่อหุ้มไอซีแต่ละตัว ด้วยเหตุนี้ การออกแบบไอซีของซีรีส์ 102 และ 116 จึงง่ายขึ้น: ไม่จำเป็นต้องบรรจุไอซีของซีรีส์ 102 ในถ้วยโลหะที่เต็มไปด้วยสารประกอบ ไอซีที่ยังไม่ได้บรรจุหีบห่อของซีรีส์ 102 ในคอนเทนเนอร์ทางเทคโนโลยีถูกส่งไปยังร้านค้าใกล้เคียงเพื่อประกอบไอซีของซีรีส์ 116 โดยติดตั้งโดยตรงบนไมโครบอร์ด และปิดผนึกในกล่องโมดูล

ในช่วงกลางทศวรรษ 1970 มาตรฐานใหม่สำหรับระบบสัญกรณ์ IP ได้รับการเผยแพร่ หลังจากนั้น ตัวอย่างเช่น IS 1LB021V ได้รับการกำหนด 102LB1V

IS และ GIS ที่สองของ Yuri Osokin วงจรทึบ R12-5(ชุดไอซี 103 และ 117 )

เมื่อต้นปี พ.ศ. 2506 อันเป็นผลมาจากการทำงานอย่างจริงจังในการพัฒนาทรานซิสเตอร์ n - p - n ความถี่สูง ทีมงานของ Yu.V. Osokina สะสมประสบการณ์มากมายกับ p-layers บนเวเฟอร์ n-germanium ดั้งเดิม สิ่งนี้และความพร้อมใช้งานของส่วนประกอบทางเทคโนโลยีที่จำเป็นทั้งหมดทำให้ Osokin ในปี 1963 เริ่มพัฒนาเทคโนโลยีและการออกแบบใหม่สำหรับ TS เวอร์ชันที่เร็วขึ้น ในปี พ.ศ. 2507 ตามคำสั่งของ NIIRE การพัฒนา R12-5 TS และโมดูลที่อิงตามนั้นเสร็จสมบูรณ์ จากผลการวิจัยในปี 2508 Palanga R&D ได้เปิดทำการ (GK Yu.V. Osokin รองผู้อำนวยการของเขา - D.L. Mikhalovich เสร็จสิ้นในปี 2509) โมดูลที่ใช้ P12-5 ได้รับการพัฒนาภายใต้กรอบของ R&D “Kvant” เช่นเดียวกับโมดูลที่ใช้ P12-2 พร้อมกันกับข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับซีรีส์ 102 และ 116 ข้อกำหนดทางเทคนิค ShT3.369.002-2TU สำหรับไอซีซีรีส์ 103 (P12-5) และ AV0.308.016TU สำหรับไอซีซีรีส์ 117 (โมดูลที่ใช้ไอซีซีรีส์ 103) ที่ได้รับการอนุมัติ. ระบบการตั้งชื่อประเภทและการจัดเรตมาตรฐานของ TS R12-2 โมดูลในนั้นและซีรีส์ IS 102 และ 116 นั้นเหมือนกับระบบการตั้งชื่อของ TS R12-5 และ IS ซีรีส์ 103 และ 117 ตามลำดับ ต่างกันที่ความเร็วและเทคโนโลยีการผลิตของชิป IC เท่านั้น เวลาหน่วงการแพร่กระจายโดยทั่วไปของซีรีส์ 117 คือ 55 ns เทียบกับ 200 ns สำหรับซีรีส์ 116

โครงสร้าง R12-5 TS เป็นโครงสร้างสารกึ่งตัวนำสี่ชั้น (รูปที่ 14) ซึ่งสารตั้งต้นชนิด n และตัวปล่อยชนิด p + เชื่อมต่อกับ รถบัสทั่วไป"ที่ดิน". โซลูชันทางเทคนิคหลักสำหรับการสร้าง R12-5 TS ได้รับการจดทะเบียนเป็นสิ่งประดิษฐ์ของ Osokin Yu.V. , Mikhalovich D.L. Kaidalova Zh.A. และ Akmensa Ya.P. (อ. เลขที่ 248847). ในการผลิตโครงสร้างสี่ชั้นของ TS R12-5 ความรู้ความชำนาญที่สำคัญคือการก่อตัว p-layer ชนิด n ในแผ่นเจอร์เมเนียมเดิม สิ่งนี้ทำได้โดยการแพร่กระจายของสังกะสีในหลอดควอทซ์ที่ปิดสนิท โดยที่แผ่นตั้งอยู่ที่อุณหภูมิประมาณ 900 ° C และสังกะสีอยู่ที่ปลายอีกด้านของหลอดที่อุณหภูมิประมาณ 500 ° C การก่อตัวของโครงสร้าง TS ใน p-layer ที่สร้างขึ้นจะคล้ายกับ TS P12-2 เทคโนโลยีใหม่ทำให้สามารถหลีกหนีจากรูปร่างที่ซับซ้อนของคริสตัล TS ได้ เวเฟอร์ที่มี P12-5 จะถูกกราวด์จากด้านหลังให้มีความหนาประมาณ 150 ไมโครเมตรโดยคงส่วนของเวเฟอร์เดิมไว้ จากนั้นจึงเขียนเป็นแผ่นชิป IC รูปสี่เหลี่ยมแยกกัน

ข้าว. 14. โครงสร้างผลึกของ TS P12-5 จาก AS No. 248847 1 และ 2 - กราวด์, 3 และ 4 - อินพุต, 5 - เอาต์พุต, 6 - กำลังไฟ

หลังจากผลลัพธ์เชิงบวกครั้งแรกในการผลิตยานเกราะทดลอง R12-5 ตามคำสั่งของ KB-1 การวิจัยและพัฒนาของ Mezon-2 ก็เปิดขึ้น โดยมุ่งเป้าไปที่การสร้างยานเกราะที่มี R12-5 สี่คัน ในปี พ.ศ. 2508 ตัวอย่างการทำงานได้มาในกล่องโลหะเซรามิกแบน แต่ P12-5 กลับกลายเป็นเรื่องยากในการผลิต สาเหตุหลักมาจากความยากลำบากในการสร้าง p-layer ที่เจือด้วยสังกะสีบนเวเฟอร์ n-Ge ดั้งเดิม คริสตัลกลายเป็นว่าใช้แรงงานมากในการผลิต เปอร์เซ็นต์ผลผลิตต่ำ และต้นทุนของ TS สูง ด้วยเหตุผลเดียวกัน R12-5 TS จึงผลิตในปริมาณน้อยและไม่สามารถแทนที่ R12-2 ที่ช้ากว่าได้ แต่มีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี และ R&D "Mezon-2" ไม่ได้ดำเนินการต่อเลย รวมถึงเนื่องจากปัญหาการเชื่อมต่อโครงข่าย

เมื่อถึงเวลานั้น Pulsar Research Institute และ NIIME ได้ทำงานในวงกว้างเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีระนาบซิลิกอน ซึ่งมีข้อได้เปรียบหลายประการเหนือเจอร์เมเนียม ซึ่งหลัก ๆ คือช่วงอุณหภูมิการทำงานที่สูงกว่า (+150°С สำหรับซิลิกอนและ + 70°Сสำหรับซิลิกอน) เจอร์เมเนียม) และซิลิกอนมีธรรมชาติ ฟิล์มป้องกัน SiO2 และความเชี่ยวชาญเฉพาะด้านของ RZPP ได้เปลี่ยนไปสู่การสร้างไอซีอะนาล็อก ดังนั้นผู้เชี่ยวชาญของ RZPP จึงพิจารณาว่าการพัฒนาเทคโนโลยีเจอร์เมเนียมสำหรับการผลิตไอซีนั้นไม่เหมาะสม อย่างไรก็ตามในการผลิตทรานซิสเตอร์และไดโอดเจอร์เมเนียมไม่ได้ละทิ้งตำแหน่งไประยะหนึ่ง ในแผนกของ Yu.V. Osokin หลังจากปีพ. ศ. 2509 RZPP ได้พัฒนาและผลิตทรานซิสเตอร์ไมโครเวฟที่มีสัญญาณรบกวนต่ำในระนาบเจอร์เมเนียม GT329, GT341, GT 383 เป็นต้นผลงานของพวกเขาได้รับรางวัล State Prize of the Latvian USSR

แอปพลิเคชัน

ข้าว. 15. หน่วยเลขคณิตบนโมดูลวงจรทึบ ภาพถ่ายจากหนังสือ TS ลงวันที่ 1965

ข้าว. 16. ขนาดเปรียบเทียบของอุปกรณ์ควบคุมชุมสายโทรศัพท์อัตโนมัติที่ทำบนรีเลย์และยานพาหนะ ภาพถ่ายจากหนังสือ TS ลงวันที่ 1965

ลูกค้าและผู้บริโภครายแรกของ R12-2 TS และโมดูลคือผู้สร้างระบบเฉพาะ: คอมพิวเตอร์ Gnom (รูปที่ 15) สำหรับระบบบนเครื่องบิน Kupol (NIIRE, GK Lyakhovich E.M.) และชุมสายโทรศัพท์อัตโนมัติทางเรือและพลเรือน (โรงงาน VEF, GK มิซูโลวิน แอล.ยา). มีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในทุกขั้นตอนของการสร้างยานพาหนะและโมดูล R12-2, R12-5 และ KB-1 ผู้ดูแลหลักของความร่วมมือนี้จาก KB-1 คือ N.A. บาร์คานอฟ พวกเขาช่วยในเรื่องการจัดหาเงินทุน การผลิตอุปกรณ์ การวิจัย TS และโมดูลในโหมดต่างๆ และสภาพการทำงาน

TS R12-2 และโมดูล "ควอนตัม" ที่ใช้มันเป็นไมโครเซอร์กิตตัวแรกในประเทศ ใช่ และในโลกนี้ พวกเขาเป็นหนึ่งในกลุ่มแรกๆ เฉพาะในสหรัฐอเมริกาเท่านั้นที่เริ่มผลิตไอซีเซมิคอนดักเตอร์ตัวแรกจาก Texas Instruments และ Fairchild Semiconductor และในปี 1964 IBM เริ่มผลิตไอซีไฮบริดแบบฟิล์มหนาสำหรับคอมพิวเตอร์ของตน ในประเทศอื่น ๆ ยังไม่มีการคิดเกี่ยวกับ IP ดังนั้น วงจรรวมจึงเป็นที่สงสัยของสาธารณชน ประสิทธิภาพของแอปพลิเคชันของพวกเขาสร้างความประทับใจอย่างน่าทึ่งและถูกนำไปเล่นในโฆษณา ในหนังสือเล่มเล็กของรถ R12-2 จากปี 1965 (อ้างอิงจากการใช้งานจริงอยู่แล้ว) กล่าวว่า: “ การใช้วงจรทึบ R12-2 ในอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ออนบอร์ดทำให้สามารถลดน้ำหนักและขนาดของอุปกรณ์เหล่านี้ได้ 10-20 เท่า ลดการใช้พลังงาน และเพิ่มความน่าเชื่อถือในการดำเนินงาน ... การใช้วงจรทึบ R12-2 ในระบบควบคุมและสวิตช์ของเส้นทางการส่งข้อมูลของชุมสายโทรศัพท์อัตโนมัติทำให้สามารถลดปริมาณอุปกรณ์ควบคุมได้ประมาณ 300 เท่าและลดการใช้พลังงานลงอย่างมาก (30- 50 ครั้ง)” . ข้อความเหล่านี้แสดงด้วยภาพถ่ายของอุปกรณ์เลขคณิตของคอมพิวเตอร์ Gnom (รูปที่ 15) และการเปรียบเทียบชั้นวาง ATS ที่ผลิตโดยโรงงาน VEF ในขณะนั้นโดยใช้รีเลย์ที่มีบล็อกเล็กๆ บนฝ่ามือของหญิงสาว (รูปที่ 16 ). มีการใช้งานริกาไอซีตัวแรกอีกมากมาย

การผลิต

ตอนนี้เป็นเรื่องยากที่จะกู้คืนภาพรวมทั้งหมดของปริมาณการผลิตของไอซีซีรีส์ 102 และ 103 ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา (ปัจจุบัน RZPP ได้เปลี่ยนจากโรงงานขนาดใหญ่เป็นการผลิตขนาดเล็ก และเอกสารสำคัญจำนวนมากได้สูญหายไป) แต่ตามบันทึกของ Yu.V. Osokin ในช่วงครึ่งหลังของปี 1960 การผลิตมีจำนวนหลายแสนคนต่อปีในปี 1970 - ล้าน ตามบันทึกส่วนตัวของเขาในปี 1985 ไอซีของซีรีส์ 102 ได้รับการเผยแพร่ - 4,100,000 ชิ้น โมดูลของซีรีส์ 116 - 1,025,000 ชิ้น ไอซีของซีรีส์ 103 - 700,000 ชิ้น โมดูลของซีรีส์ 117 - 175,000 ชิ้น

ในตอนท้ายของปี 1989 Yu.V. Osokin ซึ่งเป็นผู้อำนวยการทั่วไปของซอฟต์แวร์ Alpha ได้หันไปเป็นผู้นำของคณะกรรมาธิการอุตสาหกรรมการทหารภายใต้สภารัฐมนตรีของสหภาพโซเวียต (VPK) โดยขอให้ถอดซีรีส์ 102, 103, 116 และ 117 ออกจากการผลิตเนื่องจากล้าสมัย และความเข้มของแรงงานสูง (เป็นเวลา 25 ปี ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ยังห่างไกลจากความก้าวหน้า) แต่ได้รับการปฏิเสธอย่างเด็ดขาด รองประธานศูนย์อุตสาหกรรมทหาร V.L. Koblov บอกเขาว่าเครื่องบินกำลังบินได้อย่างน่าเชื่อถือและไม่สามารถหาคนมาแทนได้ หลังจากการล่มสลายของสหภาพโซเวียต ไอซีของซีรีส์ 102, 103, 116 และ 117 ถูกผลิตขึ้นก่อนกลางทศวรรษที่ 1990 นั่นคือนานกว่า 30 ปี คอมพิวเตอร์ "Gnome" ยังคงอยู่ในห้องควบคุมการนำทางของ "Il-76" และเครื่องบินลำอื่น “นี่คือซูเปอร์คอมพิวเตอร์” นักบินของเราไม่หลงทางเมื่อเพื่อนร่วมงานชาวต่างชาติรู้สึกประหลาดใจที่สนใจในหน่วยที่ไม่เคยเห็นมาก่อน

เกี่ยวกับลำดับความสำคัญ

แม้ว่า J. Kilby และ R. Noyce จะมีบรรพบุรุษร่วมกัน แต่พวกเขาก็ได้รับการยอมรับจากประชาคมโลกว่าเป็นผู้ประดิษฐ์วงจรรวม

R. Kilby และ J. Noyce ผ่านบริษัทของพวกเขา ยื่นขอสิทธิบัตรสำหรับการประดิษฐ์วงจรรวม Texas Instruments ได้ยื่นขอจดสิทธิบัตรก่อนหน้านี้ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2502 ในขณะที่ Fairchild ได้ยื่นขอสิทธิบัตรในเดือนกรกฎาคมของปีนั้นเท่านั้น แต่สิทธิบัตรหมายเลข 2981877 ออกให้ R. Noyce ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2504 J. Kilby ฟ้องและในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2507 ได้รับสิทธิบัตรหมายเลข 3138743 จากนั้นก็มีสงครามลำดับความสำคัญสิบปีซึ่งเป็นผลมาจาก "มิตรภาพชนะ" (หายาก) ในท้ายที่สุด ศาลอุทธรณ์ได้ยึดถือคำกล่าวอ้างของ R. Noyce ในเรื่องความเป็นอันดับหนึ่งในด้านเทคโนโลยี แต่ตัดสินว่า J. Kilby เป็นผู้สร้างไมโครชิปตัวแรกที่ใช้งานได้ และ Texas Instruments และ Fairchild Semiconductor ได้ลงนามในข้อตกลงการอนุญาตข้ามเทคโนโลยี

ในสหภาพโซเวียต สิ่งประดิษฐ์ที่จดสิทธิบัตรสำหรับผู้แต่งไม่ได้ให้อะไรนอกจากปัญหา การจ่ายเงินเพียงครั้งเดียวที่ไม่มีนัยสำคัญและความพึงพอใจทางศีลธรรม ดังนั้นสิ่งประดิษฐ์จำนวนมากจึงไม่ได้รับการทำให้เป็นทางการเลย และ Osokin ก็ไม่รีบร้อนเช่นกัน แต่สำหรับองค์กรแล้ว จำนวนสิ่งประดิษฐ์เป็นหนึ่งในตัวบ่งชี้ ดังนั้นจึงยังคงต้องลงทะเบียน ดังนั้น Yu. Osokina และ D. Mikhalovich จึงได้รับใบรับรองผู้แต่งสหภาพโซเวียตหมายเลข 36845 สำหรับการประดิษฐ์ TS R12-2 ในวันที่ 28 มิถุนายน 2509 เท่านั้น

และในปี 2000 J. Kilby ได้กลายเป็นหนึ่งในผู้ได้รับรางวัลโนเบลจากการประดิษฐ์ IP R. Noyce ไม่รอการยอมรับจากทั่วโลก เขาเสียชีวิตในปี 2533 และตามสถานการณ์แล้ว รางวัลโนเบลไม่ได้รับการต้อ ซึ่งในกรณีนี้ไม่ยุติธรรมเลย เนื่องจากไมโครอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดเดินตามเส้นทางที่ R. Noyce เริ่มต้นขึ้น ผู้มีอำนาจในหมู่ผู้เชี่ยวชาญของ Noyce นั้นสูงมากจนเขาได้รับฉายาว่า "นายกเทศมนตรีของ Silicon Valley" เพราะตอนนั้นเขาเป็นที่นิยมมากที่สุดในบรรดานักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานในส่วนนั้นของแคลิฟอร์เนียซึ่งได้รับชื่ออย่างไม่เป็นทางการของ Silicon Valley (W. Shockley คือ เรียกว่า "โมเสสแห่งซิลิคอนวัลเลย์") . และเส้นทางของ J. Kilby (“ เจอร์เมเนียมที่มีขนดก”) กลายเป็นทางตันและไม่ได้ถูกนำมาใช้แม้แต่ใน บริษัท ของเขา แต่ชีวิตไม่ยุติธรรมเสมอไป

รางวัลโนเบลมอบให้กับนักวิทยาศาสตร์สามคน ครึ่งหนึ่งได้รับจาก Jack Kilby วัย 77 ปี ​​และอีกครึ่งหนึ่งแบ่งระหว่างนักวิชาการของ Russian Academy of Sciences Zhores Alferov และศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียที่ซานตาบาร์บารา ชาวอเมริกันเชื้อสายเยอรมัน Herbert Kremer สำหรับ " การพัฒนาโครงสร้าง heterostructures ของเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้ในออปโตอิเล็กทรอนิกส์ความเร็วสูง"

จากการประเมินผลงานเหล่านี้ ผู้เชี่ยวชาญตั้งข้อสังเกตว่า "วงจรรวมเป็นการค้นพบแห่งศตวรรษ ซึ่งมีผลกระทบอย่างมากต่อสังคมและเศรษฐกิจโลก" สำหรับ J. Kilby ที่ถูกลืม รางวัลโนเบลเป็นเรื่องน่าประหลาดใจ ในการให้สัมภาษณ์กับนิตยสาร ข่าวยูโรฟิสิกส์เขายอมรับว่า: " ในเวลานั้น ฉันคิดแต่เพียงว่าสิ่งที่สำคัญสำหรับการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จากมุมมองทางเศรษฐกิจ แต่ฉันไม่เข้าใจว่าการลดลงของต้นทุนผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์จะทำให้เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์เติบโตอย่างถล่มทลาย”.

และผลงานของ Yu Osokin ไม่ได้รับการประเมินโดยคณะกรรมการโนเบลเท่านั้น พวกเขายังถูกลืมในประเทศของเราด้วย ลำดับความสำคัญของประเทศในการสร้างไมโครอิเล็กทรอนิกส์ไม่ได้รับการคุ้มครอง และเขาก็เป็นอย่างแน่นอน

ในปี 1950 ได้มีการสร้างพื้นฐานของวัสดุสำหรับการก่อตัวของผลิตภัณฑ์หลายองค์ประกอบ - วงจรรวม - ในคริสตัลเสาหินก้อนเดียวหรือบนพื้นผิวเซรามิกเดียว ดังนั้นจึงไม่น่าแปลกใจที่แนวคิดของ IP เกือบจะพร้อมกันเกิดขึ้นในใจของผู้เชี่ยวชาญหลายคน และความเร็วในการนำเสนอแนวคิดใหม่ขึ้นอยู่กับความสามารถทางเทคโนโลยีของผู้เขียนและความสนใจของผู้ผลิต นั่นคือ เมื่อมีผู้บริโภครายแรก ในเรื่องนี้ Yu. Osokin อยู่ในตำแหน่งที่ดีกว่าเพื่อนร่วมงานชาวอเมริกันของเขา Kilby เป็นคนใหม่สำหรับ TI เขายังต้องพิสูจน์ให้ผู้บริหารของบริษัทเห็นถึงความเป็นไปได้พื้นฐานในการนำวงจรเสาหินไปใช้โดยการวางเค้าโครง จริงๆ แล้ว บทบาทของ J. Kilby ในการสร้าง IS นั้นมาจากการให้ความรู้แก่ผู้นำของ TI อีกครั้ง และกระตุ้น R. Noyce ด้วยแผนของเขาที่จะดำเนินการ สิ่งประดิษฐ์ของ Kilby ไม่ได้เข้าสู่การผลิตแบบอนุกรม R. Noyce ใน บริษัท ที่อายุน้อยและยังไม่แข็งแกร่งได้ไปที่การสร้างเทคโนโลยีระนาบใหม่ซึ่งกลายเป็นพื้นฐานของไมโครอิเล็กทรอนิกส์ที่ตามมา แต่ผู้เขียนไม่ยอมจำนนในทันที จากที่กล่าวมาข้างต้น ทั้งคู่และบริษัทของพวกเขาต้องใช้เวลาและความพยายามอย่างมากในการ การปฏิบัติจริงแนวคิดของพวกเขาในการสร้างไอซีที่มีความสามารถตามลำดับ ตัวอย่างแรกของพวกเขายังคงเป็นการทดลองและไมโครเซอร์กิตอื่น ๆ ที่ไม่ได้พัฒนาโดยพวกเขาเข้าสู่การผลิตจำนวนมาก ซึ่งแตกต่างจาก Kilby และ Noyce ซึ่งอยู่ห่างไกลจากการผลิต พนักงานโรงงาน Yu Osokin พึ่งพาเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ที่พัฒนาขึ้นทางอุตสาหกรรมของ RZPP และเขาได้รับประกันผู้บริโภคของ TS แรกในรูปแบบของผู้ริเริ่มการพัฒนาของ NIIRE และ VEF ที่อยู่ใกล้เคียง พืชซึ่งช่วยในการงานนี้ ด้วยเหตุผลเหล่านี้ รถยนต์รุ่นแรกของเขาจึงเข้าสู่การทดลองทันที และถ่ายโอนเข้าสู่การผลิตจำนวนมากอย่างราบรื่น ซึ่งดำเนินการอย่างต่อเนื่องมากว่า 30 ปี ดังนั้นการเริ่มพัฒนา TS ช้ากว่า Kilby และ Noyce, Yu. Osokin (ไม่ทราบเกี่ยวกับการแข่งขันนี้) ตามทันพวกเขาอย่างรวดเร็ว ยิ่งกว่านั้นงานของ Yu Osokin ไม่เกี่ยวข้องกับงานของชาวอเมริกัน หลักฐานของสิ่งนี้คือความแตกต่างอย่างแท้จริงของ TS ของเขาและวิธีแก้ปัญหาที่นำไปใช้กับไมโครวงจรของ Kilby และ Noyce Texas Instruments (ไม่ใช่สิ่งประดิษฐ์ของ Kilby), Fairchild และ RZPP เริ่มผลิต ICs เกือบจะพร้อมๆ กันในปี 1962 สิ่งนี้ให้สิทธิ์อย่างเต็มที่ในการพิจารณา Yu. Osokin ว่าเป็นหนึ่งในผู้ประดิษฐ์วงจรรวมที่เทียบเท่ากับ R. Noyce และมากกว่า J. Kilby และจะเป็นการยุติธรรมที่จะแบ่งปันส่วนหนึ่งของรางวัลโนเบลของ J. Kilby ด้วย ยู โอโซคิน สำหรับการประดิษฐ์ GIS แรกที่มีการรวมสองระดับ (และอาจเป็น GIS โดยทั่วไป) ที่นี่ลำดับความสำคัญของ A. Pelipenko จาก NIIRE นั้นเถียงไม่ได้อย่างแน่นอน

น่าเสียดายที่ไม่สามารถหาตัวอย่าง TS และอุปกรณ์ตามที่จำเป็นสำหรับพิพิธภัณฑ์ได้ ผู้เขียนจะขอบคุณมากสำหรับตัวอย่างหรือรูปถ่ายของพวกเขา

การมอบหมายให้§ 1.3

เวิลด์ไวด์เว็บ

1. ข้อความค้นหาไปยังเครื่องมือค้นหาจะได้รับ:

นำเสนอผลลัพธ์ของแบบสอบถามเหล่านี้แบบกราฟิกโดยใช้วงกลมออยเลอร์ ระบุจำนวนคำขอจากน้อยไปหามากของจำนวนเอกสารที่จะพบ ระบบค้นหาสำหรับแต่ละคำขอ

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

ขอ

พบหน้า

ชากาแฟ

ชา| กาแฟ

จะเจอ"ชา"กี่หน้า

_____________________________________________________

แก้ปริศนาอักษรไขว้ตัวเลข

ค้นหาคำตอบบนเวิลด์ไวด์เว็บ

แนวนอน. 1. ปีที่วงจรรวมชุดแรกที่ทำจากแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนวางจำหน่าย 3. ปีเกิด. 4. ปีก่อนเปิดตัว Windows 3.1
8. ปีเกิดของแบลส ปาสคาล 9. ปีเกิดของเอด้า เลิฟเลซ

ในแนวตั้ง. 1. ปีเกิดของเลโอนาร์โด ดา วินชี 2. ปีที่ Valtat วิศวกรชาวฝรั่งเศสเสนอแนวคิดในการใช้ ระบบเลขฐานสองแคลคูลัสเมื่อสร้างอุปกรณ์นับเชิงกล
3. ปีของการว่าจ้าง MESM 5. ปีที่พัฒนาภาษาโปรแกรมพื้นฐาน 6. ปีเกิดของยุคลิด (BC)
7. ปีเกิดของอริสโตเติล (BC)

วงจรรวม (ไอซี)เป็นผลิตภัณฑ์ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ที่ทำหน้าที่แปลงและประมวลผลสัญญาณซึ่งมีลักษณะการบรรจุองค์ประกอบที่หนาแน่นเพื่อให้การเชื่อมต่อและการเชื่อมต่อทั้งหมดระหว่างองค์ประกอบรวมกันเป็นหนึ่งเดียว

ส่วนประกอบสำคัญของ IC คือองค์ประกอบที่มีบทบาทเป็นองค์ประกอบวิทยุไฟฟ้า (ทรานซิสเตอร์ ตัวต้านทาน ฯลฯ) และไม่สามารถแยกออกมาเป็นผลิตภัณฑ์อิสระได้ ในเวลาเดียวกัน องค์ประกอบ IC ที่ทำหน้าที่ขยายสัญญาณหรือการแปลงสัญญาณอื่นๆ (ไดโอด ทรานซิสเตอร์ ฯลฯ) เรียกว่าแอ็คทีฟ และองค์ประกอบที่ใช้เชิงเส้น ฟังก์ชั่นการถ่ายโอน(ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ ตัวเหนี่ยวนำ)

การจำแนกประเภทของวงจรรวม:

ตามวิธีการผลิต:

ระดับของการรวม

ระดับของการรวม IS เป็นตัวบ่งชี้ความซับซ้อนโดยมีจำนวนองค์ประกอบและส่วนประกอบที่อยู่ในนั้น ระดับของการรวมถูกกำหนดโดยสูตร

โดยที่ k คือค่าสัมประสิทธิ์ที่กำหนดระดับของการอินทิเกรต โดยปัดขึ้นเป็นจำนวนเต็มที่ใกล้เคียงที่สุด และ N คือจำนวนของอิลิเมนต์และส่วนประกอบที่รวมอยู่ใน IS

สำหรับ ลักษณะเชิงปริมาณระดับของการรวมมักจะใช้เงื่อนไขดังกล่าว: ถ้า k ? 1, IC เรียกว่า Simple IC ถ้า 1< k ? 2 - средней ИС (СИС), если 2 < k ? 4 - большой ИС (БИС), если k ?4 - сверхбольшой ИС (СБИС).

นอกจากระดับของการรวมแล้วยังมีการใช้ตัวบ่งชี้อื่นเช่นความหนาแน่นของการบรรจุขององค์ประกอบ - จำนวนองค์ประกอบ (ส่วนใหญ่มักจะเป็นทรานซิสเตอร์) ต่อหน่วยพื้นที่ของคริสตัล ตัวบ่งชี้นี้แสดงลักษณะระดับของเทคโนโลยีเป็นหลัก ปัจจุบันมีองค์ประกอบมากกว่า 1,000 ชิ้น/มม. 2 .

วงจรรวมฟิล์ม- สิ่งเหล่านี้คือวงจรรวมซึ่งเป็นองค์ประกอบที่สะสมอยู่บนพื้นผิวของฐานอิเล็กทริกในรูปของฟิล์ม ความไม่ชอบมาพากลของพวกเขาคือไม่มีอยู่ในรูปแบบที่บริสุทธิ์ พวกเขาให้บริการเฉพาะสำหรับการผลิตองค์ประกอบแบบพาสซีฟ - ตัวต้านทาน, ตัวเก็บประจุ, ตัวนำ, ตัวเหนี่ยวนำ

ข้าว. 1. โครงสร้างของฟิล์มไฮบริด IC: 1, 2 - แผ่นล่างและบนของตัวเก็บประจุ, 3 - ชั้นอิเล็กทริก, บัสเชื่อมต่อ 4 สาย, 5 - ทรานซิสเตอร์คู่, 6 - ตัวต้านทานฟิล์ม, 7 - เอาต์พุตหน้าสัมผัส, 8 - พื้นผิวอิเล็กทริก

ไฮบริดไอซีเป็นวงจรไมโครฟิล์มบางที่ประกอบด้วยองค์ประกอบแบบพาสซีฟ (ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ แผ่นอิเล็กโทรด) และองค์ประกอบแอคทีฟแบบแยกส่วน (ไดโอด ทรานซิสเตอร์) IC ไฮบริดที่แสดงในรูป 1 เป็นพื้นผิวอิเล็กทริกที่มีตัวเก็บประจุแบบฟิล์มและตัวต้านทานวางอยู่และทรานซิสเตอร์แบบต่อพ่วงซึ่งฐานเชื่อมต่อกับแผ่นด้านบนของตัวเก็บประจุด้วยบัสในรูปแบบของลวดที่บางมาก

ในไอซีสารกึ่งตัวนำองค์ประกอบทั้งหมดและการเชื่อมต่อระหว่างองค์ประกอบจะทำในปริมาตรและบนพื้นผิวของคริสตัลเซมิคอนดักเตอร์ เซมิคอนดักเตอร์ไอซีเป็นผลึกเซมิคอนดักเตอร์แบบแบน (ซับสเตรต) ในชั้นผิวซึ่งโดยวิธีการทางเทคโนโลยีต่างๆ พื้นที่ในท้องถิ่นที่เทียบเท่ากับองค์ประกอบของวงจรไฟฟ้า (ไดโอด ทรานซิสเตอร์ ตัวเก็บประจุ ตัวต้านทาน ฯลฯ) ก่อตัวขึ้น รวมเป็นหนึ่งบนพื้นผิวด้วย การเชื่อมต่อโลหะฟิล์ม (การเชื่อมต่อระหว่างกัน)

พื้นผิวเซมิคอนดักเตอร์ IC คือแผ่นกลมที่ทำจากซิลิคอน เจอร์เมเนียม หรือแกลเลียมอาร์เซไนด์ มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 60 - 150 มม. และความหนา 0.2 - 0.4 มม.

ซับสเตรตเซมิคอนดักเตอร์เป็นชิ้นงานกลุ่ม (รูปที่ 2) ซึ่งมีการผลิตไอซีจำนวนมากพร้อมกัน

ข้าว. 2. กลุ่มซิลิคอนเวเฟอร์: 1 - ฐานตัด, 2 - คริสตัลเดี่ยว (ชิป)

หลังจากเสร็จสิ้นการดำเนินการทางเทคโนโลยีหลักแล้วจะถูกตัดเป็นชิ้น ๆ - คริสตัล 2 หรือที่เรียกว่าชิป ขนาดของด้านข้างของคริสตัลสามารถอยู่ระหว่าง 3 ถึง 10 มม. การตัดฐาน 1 ของแผ่นใช้สำหรับการวางแนวในกระบวนการทางเทคโนโลยีต่างๆ

โครงสร้างขององค์ประกอบของเซมิคอนดักเตอร์ IC - ทรานซิสเตอร์, ไดโอด, ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุที่ผลิตโดยการเจือส่วนท้องถิ่นของเซมิคอนดักเตอร์ที่เหมาะสมโดยใช้เทคโนโลยีระนาบแสดงในรูปที่ 3, พ.ศ. เทคโนโลยีระนาบมีลักษณะเด่นคือตัวนำทั้งหมดขององค์ประกอบ IC อยู่ในระนาบเดียวกันบนพื้นผิว และเชื่อมต่อพร้อมกันในวงจรไฟฟ้าด้วยฟิล์มบางที่เชื่อมต่อระหว่างกัน ด้วยเทคโนโลยีระนาบ การประมวลผลแบบกลุ่มจะดำเนินการ เช่น ในระหว่างกระบวนการทางเทคโนโลยีหนึ่ง จะได้รับ IC จำนวนมากบนวัสดุพิมพ์ ซึ่งรับประกันความสามารถในการผลิตสูงและประหยัด และยังทำให้การผลิตเป็นไปโดยอัตโนมัติ


ข้าว. 3. โครงสร้างขององค์ประกอบของเซมิคอนดักเตอร์ IC: a - ทรานซิสเตอร์, b - ไดโอด, c - ตัวต้านทาน, d - ตัวเก็บประจุ, 1 - หน้าสัมผัสฟิล์มบาง, 2 - ชั้นอิเล็กทริก, 3 - อิมิตเตอร์; 4 - ฐาน, 5 - ตัวสะสม, 6 - แคโทด, 7 - แอโนด, 8 - ชั้นฉนวน; 9 - ชั้นต้านทาน, 10 - ชั้นฉนวน, 11 - แผ่น, 12, 14 - อิเล็กโทรดบนและล่างของตัวเก็บประจุ, 13 - ชั้นอิเล็กทริก

ในไอซีแบบรวม(รูปที่ 4) ซึ่งเป็นส่วนประกอบของเซมิคอนดักเตอร์ สารกึ่งตัวนำและฟิล์มบางถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิวซิลิกอน ข้อได้เปรียบของวงจรเหล่านี้คือการผลิตตัวต้านทานของความต้านทานที่กำหนดในของแข็งนั้นเป็นเรื่องยาก เนื่องจากไม่ได้ขึ้นอยู่กับความหนาของชั้นสารกึ่งตัวนำที่เจือเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับการกระจายของความต้านทานเหนือความหนาด้วย การปรับค่าความต้านทานอย่างละเอียดเป็นค่าเล็กน้อยหลังจากการผลิตตัวต้านทานยังทำให้เกิดปัญหาอย่างมาก ตัวต้านทานเซมิคอนดักเตอร์มีการขึ้นต่อกันของอุณหภูมิที่สังเกตได้ชัดเจน ซึ่งทำให้การออกแบบวงจรรวมซับซ้อนขึ้น


ข้าว. 4. โครงสร้าง IC แบบรวม: 1 - ฟิล์มซิลิกอนไดออกไซด์, 2 - ไดโอด, 3 - การต่อฟิล์มในวงจร, 4 - ตัวต้านทานแบบฟิล์มบาง, 5, 6, 7 - อิเล็กโทรดบนและล่างของตัวเก็บประจุแบบฟิล์มบางและไดอิเล็กตริก 8 - หน้าสัมผัสฟิล์มบาง 9 - ทรานซิสเตอร์ 10 - ซิลิคอนเวเฟอร์

นอกจากนี้ยังเป็นเรื่องยากมากที่จะสร้างตัวเก็บประจุในสถานะของแข็ง เพื่อขยายการจัดอันดับความต้านทานของตัวต้านทานและความจุของตัวเก็บประจุ IC ของเซมิคอนดักเตอร์ ตลอดจนปรับปรุงประสิทธิภาพ เทคโนโลยีการผสมผสานที่ใช้เทคโนโลยีฟิล์มบางเรียกว่าเทคโนโลยีวงจรรวมได้รับการพัฒนาขึ้น ในกรณีนี้ องค์ประกอบที่ใช้งานของ IC (อาจเป็นตัวต้านทานบางตัวที่ไม่สำคัญในแง่ของความต้านทานเล็กน้อย) ผลิตขึ้นในร่างกายของผลึกซิลิกอนโดยวิธีการแพร่กระจาย จากนั้นองค์ประกอบแบบพาสซีฟจะเกิดขึ้นจากการสะสมของฟิล์มในสุญญากาศ ( เช่นเดียวกับใน IC ของฟิล์ม) - ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ และการเชื่อมต่อระหว่างกัน

องค์ประกอบพื้นฐานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังพัฒนาเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง แต่ละชั่วอายุคนซึ่งปรากฏตัวขึ้นในช่วงเวลาหนึ่งยังคงปรับปรุงไปในทิศทางที่ถูกต้องที่สุด การพัฒนาผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์จากรุ่นสู่รุ่นมุ่งสู่ความยุ่งยากในการทำงาน เพิ่มความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งาน ลดขนาดโดยรวม น้ำหนัก ต้นทุน และการใช้พลังงาน ลดความซับซ้อนของเทคโนโลยี และปรับปรุงพารามิเตอร์ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

การก่อตัวของไมโครอิเล็กทรอนิกส์ในฐานะวิทยาศาสตร์อิสระเป็นไปได้ด้วยการใช้ประสบการณ์อันยาวนานและฐานของอุตสาหกรรมที่ผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์แบบแยกส่วน อย่างไรก็ตาม เมื่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เซมิคอนดักเตอร์พัฒนาขึ้น ข้อจำกัดที่ร้ายแรงเกี่ยวกับการใช้ปรากฏการณ์อิเล็กทรอนิกส์และระบบที่อิงจากสิ่งเหล่านี้ก็ชัดเจนขึ้น ดังนั้น ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ยังคงก้าวหน้าอย่างรวดเร็วทั้งในทิศทางของการปรับปรุงเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์บูรณาการและในทิศทางของการใช้ปรากฏการณ์ทางกายภาพใหม่ วงจรรวมอิเล็กทรอนิกส์

ผลิตภัณฑ์ไมโครอิเล็กทรอนิกส์: วงจรรวมของการรวมหลายระดับ, ไมโครแอสเซมบลี, ไมโครโปรเซสเซอร์, มินิและไมโครคอมพิวเตอร์ - ทำให้สามารถออกแบบและผลิตอุปกรณ์วิทยุและคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนในเชิงอุตสาหกรรมซึ่งแตกต่างจากอุปกรณ์รุ่นก่อนหน้าในพารามิเตอร์ที่ดีกว่า สูงกว่า ความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งาน การใช้พลังงานและต้นทุนที่สั้นลง อุปกรณ์ที่ใช้ผลิตภัณฑ์ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ใช้กันอย่างแพร่หลายในทุกกิจกรรมของมนุษย์

ไมโครอิเล็กทรอนิกส์มีส่วนช่วยในการสร้างระบบการออกแบบอัตโนมัติ หุ่นยนต์อุตสาหกรรม สายการผลิตอัตโนมัติและอัตโนมัติ การสื่อสาร และอื่นๆ อีกมากมาย

ขั้นตอนแรก

การประดิษฐ์หลอดไส้ในปี 1809 โดยวิศวกรชาวรัสเซีย Ladygin เป็นของขั้นตอนแรก

การค้นพบในปี พ.ศ. 2417 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน Braun เกี่ยวกับผลการแก้ไขในการสัมผัสสารกึ่งตัวนำโลหะ การใช้เอฟเฟกต์นี้โดย Popov นักประดิษฐ์ชาวรัสเซียเพื่อตรวจจับสัญญาณวิทยุทำให้เขาสามารถสร้างเครื่องรับวิทยุเครื่องแรกได้ วันที่ประดิษฐ์วิทยุถือเป็นวันที่ 7 พฤษภาคม พ.ศ. 2438 เมื่อโปปอฟนำเสนอและสาธิตในที่ประชุมภาควิชาฟิสิกส์ของสมาคมกายภาพและเคมีแห่งรัสเซียในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก ประเทศต่าง ๆ ได้พัฒนาและวิจัยเครื่องตรวจจับการสั่นความถี่สูงที่เรียบง่ายและเชื่อถือได้หลายประเภท - เครื่องตรวจจับ

ระยะที่สอง

ขั้นตอนที่สองในการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เริ่มขึ้นในปี พ.ศ. 2447 เมื่อเฟลมมิงนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้ออกแบบไดโอดอิเล็กโทรแวคคัม ตามมาด้วยการประดิษฐ์หลอดขยายสัญญาณหลอดแรกที่เรียกว่า ไตรโอด ในปี พ.ศ. 2450

พ.ศ. 2456 - 2462 - ช่วงเวลาแห่งการพัฒนาเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์อย่างรวดเร็ว ในปี พ.ศ. 2456 ไมส์เนอร์ วิศวกรชาวเยอรมันได้พัฒนาวงจรสำหรับตัวรับสัญญาณแบบเปลี่ยนหลอดและใช้ไตรโอด ทำให้ได้ฮาร์มอนิกออสซิลเลชันที่ไม่ติดขัด

ในรัสเซีย หลอดวิทยุเครื่องแรกถูกสร้างขึ้นในปี 1914 ในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กโดย Nikolai Dmitrievich Papaleksi ที่ปรึกษาของ Russian Society for Wireless Telegraphy ซึ่งเป็นนักวิชาการในอนาคตของ USSR Academy of Sciences

ขั้นตอนที่สาม

ช่วงที่สามในการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์คือช่วงเวลาของการสร้างและการใช้งานอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์แบบแยก ซึ่งเริ่มด้วยการประดิษฐ์ทรานซิสเตอร์แบบจุด ในปี พ.ศ. 2489 กลุ่มที่นำโดยวิลเลียม ช็อคลีย์ได้ก่อตั้งขึ้นที่ห้องปฏิบัติการโทรศัพท์เบลล์ ซึ่งดำเนินการวิจัยเกี่ยวกับคุณสมบัติของสารกึ่งตัวนำในซิลิคอนในประเทศเยอรมนี กลุ่มดำเนินการศึกษาทั้งเชิงทฤษฎีและเชิงทดลองของกระบวนการทางกายภาพที่ส่วนต่อประสานระหว่างเซมิคอนดักเตอร์สองตัวด้วย หลากหลายชนิดการนำไฟฟ้า เป็นผลให้มีการคิดค้นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์สามขั้ว - ทรานซิสเตอร์ ขึ้นอยู่กับจำนวนของพาหะประจุ ทรานซิสเตอร์ถูกแบ่งออกเป็น:

  • - ยูนิโพลาร์ (ฟิลด์) ซึ่งใช้พาหะยูนิโพลาร์
  • - ไบโพลาร์ซึ่งใช้พาหะสองขั้ว (อิเล็กตรอนและรู)

การประดิษฐ์ทรานซิสเตอร์เป็นเหตุการณ์สำคัญในประวัติศาสตร์ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ดังนั้นผู้เขียน John Bardeen, Walter Brattain และ William Shockley จึงได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 1956

การกำเนิดของไมโครอิเล็กทรอนิกส์

ด้วยการกำเนิดของทรานซิสเตอร์สนามแม่เหล็กสองขั้ว แนวคิดในการพัฒนาคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กจึงเริ่มเป็นรูปเป็นร่าง พวกเขาเริ่มสร้างระบบอิเล็กทรอนิกส์บนเครื่องบินสำหรับเทคโนโลยีการบินและอวกาศ เนื่องจากอุปกรณ์เหล่านี้มีองค์ประกอบวิทยุไฟฟ้าหลายพันชิ้นและจำเป็นต้องเพิ่มและเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ปัญหาทางเทคนิคจึงเกิดขึ้น ด้วยจำนวนองค์ประกอบที่เพิ่มขึ้น ระบบอิเล็กทรอนิกส์แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะรับประกันประสิทธิภาพทันทีหลังการประกอบ และเพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือของระบบในอนาคต ปัญหาคุณภาพของงานประกอบได้กลายเป็นปัญหาหลักสำหรับผู้ผลิตในการรับประกันความสามารถในการทำงานและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์วิทยุ การแก้ปัญหาการเชื่อมต่อเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับการเกิดขึ้นของไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ต้นแบบของวงจรขนาดเล็กในอนาคตคือแผงวงจรพิมพ์ซึ่งตัวนำเดี่ยวทั้งหมดรวมกันเป็นหนึ่งเดียวและผลิตพร้อมกันโดยวิธีกลุ่มโดยการกัดฟอยล์ทองแดงด้วยระนาบของไดอิเล็กตริกฟอยล์ การรวมประเภทเดียวในกรณีนี้คือตัวนำ แม้ว่าการใช้แผงวงจรพิมพ์จะไม่สามารถแก้ปัญหาการย่อส่วนได้ แต่ก็ช่วยแก้ปัญหาในการเพิ่มความน่าเชื่อถือของการเชื่อมต่อระหว่างกัน เทคโนโลยีการผลิตแผงวงจรพิมพ์ไม่ได้ทำให้สามารถผลิตส่วนประกอบแบบพาสซีฟอื่น ๆ นอกเหนือจากตัวนำพร้อมกันได้ นั่นคือเหตุผล แผงวงจรพิมพ์ไม่กลายเป็นวงจรรวมใน ความเข้าใจที่ทันสมัย. วงจรไฮบริดแบบฟิล์มหนาเป็นวงจรแรกที่ได้รับการพัฒนาในช่วงปลายทศวรรษที่ 1940 การผลิตขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีที่ได้รับการพิสูจน์แล้วสำหรับการผลิตตัวเก็บประจุเซรามิกโดยใช้วิธีการทาแป้งที่มีผงเงินและผงแก้วลงบนพื้นผิวเซรามิกผ่าน ลายฉลุ

เทคโนโลยีฟิล์มบางสำหรับการผลิตวงจรรวมรวมถึงการสะสมตัวในสุญญากาศบนพื้นผิวเรียบของพื้นผิวไดอิเล็กตริกของฟิล์มบางของวัสดุต่างๆ (ตัวนำไฟฟ้า ไดอิเล็กตริก ตัวต้านทาน)

ขั้นตอนที่สี่

ในปี พ.ศ. 2503 โรเบิร์ต นอยซ์ จากบริษัทแฟร์ไชลด์ได้เสนอและจดสิทธิบัตรแนวคิดเกี่ยวกับวงจรรวมแบบเสาหิน และใช้เทคโนโลยีระนาบในการผลิตวงจรรวมแบบเสาหินซิลิคอนตัวแรก

ตระกูลขององค์ประกอบลอจิกทรานซิสเตอร์-ทรานซิสเตอร์เสาหินที่มีทรานซิสเตอร์สองขั้วตั้งแต่สี่ตัวขึ้นไปบนผลึกซิลิคอนเดี่ยว ออกโดยแฟร์ไชลด์ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2503 และเรียกว่า "จุลภาค" เทคโนโลยีระนาบของ Horney และเทคโนโลยีเสาหินของ Noyce ได้วางรากฐานสำหรับการพัฒนาวงจรรวมในปี 1960 ครั้งแรกกับทรานซิสเตอร์สองขั้ว และจากนั้นในปี 1965-85 บนทรานซิสเตอร์ภาคสนามและการรวมกันของทั้งสองอย่าง

การตัดสินใจสองคำสั่งในปี 2504-2505 มีอิทธิพลต่อการพัฒนาการผลิตทรานซิสเตอร์ซิลิคอนและไอซี การตัดสินใจของ IBM (นิวยอร์ก) ในการพัฒนาสำหรับคอมพิวเตอร์ที่มีแนวโน้มว่าจะไม่ใช่อุปกรณ์หน่วยความจำแบบ ferromagnetic แต่เป็นอุปกรณ์หน่วยความจำอิเล็กทรอนิกส์ (อุปกรณ์หน่วยความจำ) ที่ใช้ทรานซิสเตอร์ฟิลด์เอฟเฟกต์แบบ n-channel (สารกึ่งตัวนำโลหะออกไซด์ - MOS) ผลสำเร็จของการดำเนินการตามแผนนี้คือการเปิดตัวในปี 2516 คอมพิวเตอร์เมนเฟรมพร้อมหน่วยความจำ MOS - IBM-370/158 แนวทางแก้ไขของ Fairchild สำหรับการขยายงานในห้องปฏิบัติการวิจัยเซมิคอนดักเตอร์สำหรับการศึกษาอุปกรณ์และวัสดุซิลิกอนสำหรับพวกเขา

ในขณะเดียวกัน ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2511 Gordon Moore และ Robert Noyce ได้ออกจากแผนก Fairchild's Semiconductor และในวันที่ 28 มิถุนายน พ.ศ. 2511 ได้จัดตั้งบริษัทเล็กๆ อินเทลจากสิบสองคนที่เช่าห้องในเมือง Mountain View ของรัฐแคลิฟอร์เนีย ความท้าทายที่มัวร์ นอยซ์ และเพื่อนวิศวกรเคมี แอนดรูว์ โกรฟตั้งขึ้นคือการควบคุมศักยภาพอันมหาศาลของการรวมเอา ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์บนชิปเซมิคอนดักเตอร์ตัวเดียวเพื่อสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ประเภทใหม่

ในปี 1997 Andrew Grove กลายเป็น "บุคคลแห่งปี" และบริษัท Intel ของเขาซึ่งกลายเป็นหนึ่งในผู้นำใน Silicon Valley ของแคลิฟอร์เนีย เริ่มผลิตไมโครโปรเซสเซอร์สำหรับ 90% ของทั้งหมด คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลดาวเคราะห์ การปรากฏตัวของวงจรรวมมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของขั้นตอนใหม่ในไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ในยุคที่สี่เรียกว่าแผนผังเนื่องจากในส่วนประกอบหลัก องค์ประกอบพื้นฐานเป็นไปได้ที่จะแยกแยะองค์ประกอบที่เทียบเท่ากับองค์ประกอบวิทยุไฟฟ้าแบบแยกส่วน และวงจรรวมแต่ละวงจรจะสอดคล้องกับพื้นฐานบางอย่าง แผนภูมิวงจรรวมเช่นเดียวกับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ของอุปกรณ์รุ่นก่อนหน้า

ไมโครวงจรรวมเริ่มถูกเรียกว่าอุปกรณ์ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งถือเป็นผลิตภัณฑ์เดียวที่มีการจัดเรียงองค์ประกอบที่มีความหนาแน่นสูงเทียบเท่ากับองค์ประกอบของวงจรทั่วไป ความซับซ้อนของฟังก์ชั่นที่ดำเนินการโดยไมโครเซอร์กิตนั้นทำได้โดยการเพิ่มระดับของการรวมเข้าด้วยกัน

อิเล็กทรอนิกส์ที่แท้จริง

ปัจจุบัน ไมโครอิเล็กทรอนิกส์กำลังก้าวไปสู่ระดับใหม่เชิงคุณภาพ นั่นคือ นาโนอิเล็กทรอนิกส์

นาโนอิเล็กทรอนิกส์มีพื้นฐานมาจากผลการศึกษาพื้นฐานของกระบวนการอะตอมในโครงสร้างสารกึ่งตัวนำแบบมิติต่ำ จุดควอนตัมหรือระบบมิติศูนย์เป็นกรณีสุดโต่งของระบบลดมิติ ซึ่งประกอบด้วยอาร์เรย์ของกระจุกหรือเกาะของอะตอมขนาดนาโนเมตรในเมทริกซ์สารกึ่งตัวนำ ซึ่งแสดงการจัดระเบียบตนเองในโครงสร้างเฮเทอโรสตรักเจอร์แบบ epitaxial

หนึ่งในงานที่เป็นไปได้ที่เกี่ยวข้องกับนาโนอิเล็กทรอนิกส์คืองานเกี่ยวกับการสร้างวัสดุและองค์ประกอบของเทคโนโลยีอินฟราเรด พวกเขาเป็นที่ต้องการขององค์กรอุตสาหกรรมและเป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างระบบการมองเห็น "เทียม" (ทางเทคนิค) ในอนาคตอันใกล้ที่มีการขยายเมื่อเทียบกับการมองเห็นทางชีวภาพช่วงสเปกตรัมในย่านรังสีอัลตราไวโอเลตและอินฟราเรดของสเปกตรัม ระบบวิชันซิสเต็มทางเทคนิคและส่วนประกอบโทนิคที่ใช้โครงสร้างนาโนซึ่งสามารถรับและประมวลผลข้อมูลจำนวนมหาศาล จะกลายเป็นพื้นฐานของอุปกรณ์โทรคมนาคมพื้นฐานใหม่ ระบบสำหรับการตรวจสอบสิ่งแวดล้อมและอวกาศ การถ่ายภาพความร้อน การวินิจฉัยนาโน วิทยาการหุ่นยนต์ อาวุธที่มีความแม่นยำ วิธีการต่อสู้ การก่อการร้าย ฯลฯ การใช้โครงสร้างนาโนของเซมิคอนดักเตอร์จะช่วยลดขนาดของอุปกรณ์สังเกตการณ์และบันทึกลงได้อย่างมาก ลดการใช้พลังงาน ปรับปรุงคุณสมบัติด้านต้นทุน และทำให้สามารถใช้ข้อได้เปรียบของการผลิตจำนวนมากในไมโครอิเล็กทรอนิกส์และนาโนอิเล็กทรอนิกส์ได้ในอนาคตอันใกล้นี้



กำลังโหลด...
สูงสุด