juH > De' > 'a ghIH
Innbyggt hringrás IC þróun
Jul 11, 2017

Með undirstöðu IC nú í tilveru var næsta áfangi sögunnar í samþættri hringrásarþróun.

Það þurfti að þróast frá því að vera tilraun til rannsókna á háum kostnaði vegna nokkurra sessumsókna í einn þar sem það var fáanlegt á litlum tilkostnaði og fyrir alla rafeindatækni.

Þróun samþættrar hringrásar að núverandi ástandi útbreiddrar notkunar tók mörg ár og mikla þróun.

Hins vegar lækkaði kostnaðurinn smám saman og notkunin jókst stöðugt þar sem fleiri vörur voru þróaðar til að nýta sér IC-tækni.

 

Snemma þróun

Snemma framfarir í þróun IC var ekki auðvelt. Hátt kostnaður gaf vísbendingu um erfiðleika sem áttu sér stað. Afrakstur var stórt vandamál. Aðeins takmörkuð nákvæmni var tiltæk með þeim aðferðum sem voru til staðar á þeim tíma og þetta þýddi að aðeins lítill hluti af flísunum virkaði rétt. Því flóknari flísin er, því minni líkur eru á því að það virki. Jafnvel hringrás með nokkrum tugum íhluta gaf ávöxtun um aðeins 10%.

Flest IC þróunin á 1960 var varið til að auka ávöxtunina. Það var viðurkennt að lykillinn að velgengni á þessu sviði væri að geta búið til ICs efnahagslega. Þetta gæti aðeins verið náð ef hlutfall vinnuskilja í riffli gæti verulega aukist.

Flest þróun og framfarir voru gerðar í Bandaríkjunum vegna þess hversu mikið fé var í boði fyrir rýmisrannsóknir.

Þrátt fyrir þessi önnur lönd gerðu nokkrar verulegar framfarir. Evrópa var vel á þessu sviði. Í Bretlandi var mikið af undirbúningsvinnu fólgið hjá Plessey fyrir Royal Radar stofnunina. Önnur fyrirtæki, þar á meðal Ferranti, Standard Símar og Kaplar (STC) og Mullard (nú hluti af Philips, sem síðan hefur breyst til NXP) tóku þátt í IC club. Aðrar lönd í Evrópu sáu svipaða áhuga á þessum nýjum tækjum.

Japan, sem hratt varð mjög mikil kraftur í hagkerfi heimsins, sá mikilvægi hálfleiðara tækni. Á flestum sviðum rannsókna frá fyrstu framleiðslutransistorsum til IC-tækni sjálfa voru þær aðeins um tvö ár á bak við Bandaríkin. Eitt af fyrstu japönsku fyrirtækjunum til að framleiða IC var Nippon Electric Company, NEC, sem kom með fyrstu vörur sínar á markað árið 1965.

Að teknu tilliti til mikillar rannsóknar sem þurfti til að ná fram forystu í heimi, voru fimm stærstu japanska framleiðendur í japönsku samvinnu við sameiginlega rannsóknarverkefni með ríkisstjórninni árið 1975. Þetta kerfi greiddi gríðarlega arð sem setti sum þessara fyrirtækja rétt ofan á borðið fyrir sölu IC.

 

Ný IC tækni þróuð

Öll snemma vinnu við IC tækni hafði verið gerð með því að nota tvíhverfa tækni. Mjög fljótlega var komist að því að hitaútbreiðsla væri mesti þátturinn sem takmarkaði þróun á stærð og flóknu ICs. Með fjölda íhluta á IC sem er pakkað í mjög lítið svæði var hitavandamál margra stærðarskírteina verra en ef hringrásin var byggð með því að nota stakur hluti.

Upphaflega var verkið einbeitt að því að finna skilvirkari leiðir til að fjarlægja hita en þetta gaf aðeins takmarkaðan árangur. Það varð fljótlega augljóst að meiri byltingarkennd væri nauðsynleg ef aðlögunarhækkanir væru að hækka.

Svarið við leiðina fyrir þróun samþættrar hringrásarinnar kom í formi nýrrar smári tækni. Fyrsti framleiddur árið 1963 hafði ávöxtunarsviðið mikla kosti í því að hliðið neytt nánast engin straum. Rásin hafði einnig tiltölulega lágt "á" viðnám og hátt "ónæmi" viðnám. Þetta gerði það tilvalið fyrir stafrænar umsóknir þar sem núverandi neysla gæti minnkað með mörgum stærðarháttum.

Texas Instruments voru aftur leiðandi og þau voru fyrsti fyrirtækið til að hleypa af stokkunum MOS tæki á markaðnum árið 1966. Fyrsta tæki þeirra var tvöfaldur til decimal breytir, en margir aðrir fylgdu stuttu síðar.

 

Frekari samþættingarstig

Þar sem MOS-tækni hafði að mestu sigrað vandamálið af hitatilfellum, liggja leiðin fyrir þróun miklu meiri samþættingar.

Framfarir á þessu sviði samþættrar hringrásar þróunar voru mjög hraðar. Aðeins ári eftir að Texas lék fyrsta tækið sitt, tók Fairchild forystuna með því að framleiða tæki með yfir þúsund smáritara. Flísin var 256 bita vinnsluminni og það var fyrsta meiriháttar tilraunin til að sigra yfirburði segulmagnaðir algerlega minni sem var notað í tölvum á þessum tíma.

Þó að það væri tímamót í hálfleiðurum tækni var tækið ekki viðskiptabundið velgengni. Flísin var um það bil tvöfalt dýrari en hefðbundin kjarna minni og það selt ekki. Hins vegar sýndi það hvernig hálfleiðurartækni var að þróast. Aðeins þegar 1 kbit RAM var hleypt af stokkunum byrjaði hálfleiðara tæki að sýna forskot.

 

Eins og áttunda áratuginn varð MOS tækni varð ríkjandi snið fyrir ICs. Þrátt fyrir að línulegir ICs fengju vinsældir og flísar eins og hið fræga 741 rekstrarforritara var kynnt, var það MOS tækni sem einkennist af markaðnum. Samþættingin hélt áfram að aukast og nýjar hugmyndir byrjuðu að þróa í hugum IC hönnuða.