www.wikidata.uk-ua.nina.az

Мікросхема Мікросхе ма інтегральна мікросхема інтегральна схема ІС чіп мікрочип англ integrated circuit напівпровідников

Мікросхема

Мікросхе́ма (інтегральна мікросхема, інтегральна схема(ІС), чіп, мікрочип, англ. integrated circuit) — напівпровідниковий електронний пристрій, який являє собою набір електронних схем на одній суцільній пластині ("підкладці") з напівпровідникового матеріалу, зазвичай кремнію. Часто під інтегральною схемою розуміють власне кристал або плівку з електронною схемою, а під мікросхемою - інтегральну схему в корпусі. Принцип створення інтегральних мікросхем було розроблено 1958 року американськими винахідниками Джеком Кілбі та Робертом Нойсом.

Мікросхема (EPROM) з прозорим віконцем, через яке видно кристал напівпровідника
Мікропроцесор Intel Pentium з тепловідводом

Велика кількість крихітних транзисторів, виготовлених за МОП-технологією (метал-оксид-напівпровідник) інтегрується в невелику мікросхему, це призводить до того, що електронні пристрої є на порядки менші, швидші та дешевші, ніж ті, що складаються з дискретних (окремих) компонентів. Масове виробництво інтегральних схем, їх можливості, надійність забезпечили їх швидке впровадження та високу популярніть - на сьогодні мікросхеми використовуються практично в усьому електронному обладнанні та зробили революцію у світі електроніки. Комп’ютери, мобільні телефони та інша побутова техніка з електронними пристроями є визначальною ознакою сучасної цивілізації.

У 1961 році фірма Fairchild Semiconductor Corporation випустила інтегральні схеми у вільний продаж, і їх відразу стали використовувати у виробництві калькуляторів і комп'ютерів замість окремих транзисторів, що дозволило значно зменшити їхній розмір, та збільшити продуктивність. З того часу розмір, швидкість і ємність чіпів надзвичайно зросли завдяки технічним досягненням, які дозволяють створювати все більше і більше МОП-транзисторів на мікросхемах однакового розміру – сучасна мікросхема може мати багато мільярдів МОП-транзисторів на області розміром з людський ніготь. Завдяки цим досягненням сучасні комп’ютерні мікросхеми мають у мільйони разів більший обсяг пам'яті та у тисячі разів більшу швидкодію, ніж комп’ютерні мікросхеми початку 1970-х років(закон Мура).

Інтегральні мікросхеми мають дві основні переваги перед електронними пристроями, виконаними з дискретних елементів - вартість і продуктивність. Вартість низька, оскільки мікросхеми з усіма їхніми компонентами виготовляються ("друкуються") за допомогою фотолітографії, а не складються з окремих транзисторів. Крім того, мікросхеми використовують набагато менше матеріалів, ніж дискретні схеми. Продуктивність висока, оскільки компоненти мікросхеми швидко перемикаються та споживають порівняно мало електроенергії через невеликий розмір і близьке розташування. Основним недоліком інтегральних мікросхем є висока вартість їх проектування та виготовлення необхідних фотошаблонів. Така висока початкова вартість означає, що вони є комерційно вигідними лише при достатньо великих обсягах виробництва.

Перша радянська напівпровідникова мікросхема була створена у 1961 році, в Таганрозькому радіотехнічному інституті[de], в лабораторії Л.Н.Колесова.

Історія Редагувати

Винахід мікросхем розпочався з вивчення властивостей тонких оксидних плівок, що проявляються в ефекті поганої електропровідності при невеликій електричній напрузі. Проблема полягала в тому, що в місці зіткнення двох металів не відбувалося електричного контакту або він мав полярні властивості. Глибокі вивчення цього феномену привели до винаходу діодів, а пізніше до транзисторів і інтегральних мікросхем.

У 1958 році двоє учених, що жили в абсолютно різних місцях, винайшли практично ідентичну модель інтегральної схеми. Один з них, Джек Кілбі, працював на Texas Instruments, інший, Роберт Нойс, був одним із засновників невеликої компанії по виробництву напівпровідників Fairchild Semiconductor. Обох об'єднало питання: «Як в мінімум місця вмістити максимум компонентів?». Транзистори, резистори, конденсатори та інші деталі у той час розміщувалися на платах окремо, і вчені вирішили спробувати їх об'єднати на одному монолітному кристалі з напівпровідникового матеріалу. Тільки Кілбі скористався германієм, а Нойс віддав перевагу кремнію. У 1959 році вони окремо один від одного отримали патенти на свої винаходи — почалося протистояння двох компаній, яке закінчилося мирним договором і створенням спільної ліцензії на виробництво чипів. Після того, як в 1961 році Fairchild Semiconductor Corporation пустила інтегральні схеми у вільний продаж, їх відразу стали використовувати у виробництві калькуляторів і комп'ютерів замість окремих транзисторів, що дозволило значно зменшити розмір і збільшити продуктивність.

Перша в СРСР напівпровідникова інтегральна мікросхема була розроблена (створена) на основі планарної технології, розробленої на початку 1960 року в НДІ-35 (потім перейменований в НДІ «Пульсар») колективом, який надалі був переведений в НИИМЭ (Мікрон). Створення першої радянської кремнієвої інтегральної схеми було сконцентроване на розробці і виробництві з метою використання у військовій техніці серії інтегральних кремнієвих схем МС-100 (37 елементів — еквівалент складності схемотехніки тригера, аналога американських ІС серії SN51 фірми Texas Instruments). Зразки-прототипи і виробничі зразки кремнієвих інтегральних схем для відтворення були отримані зі США. Роботи проводилися НДІ-35 (директор Трутко) і Фрязінським заводом (директор Колмогоров) за оборонним замовленням для використання в автономному висотомірі системи наведення балістичної ракети. Розробка містила шість типових інтегральних кремнієвих планарних схем серії МС-100 і з організацією дослідного виробництва зайняла в НДІ-35 три роки (з 1962 по 1965 рік). Ще два роки пішло на освоєння заводського виробництва з військовим прийманням у Фрязіно (1967 рік).

Рівні проєктування Редагувати

  • Логічний — логічна схема (логічні інвертори, елементи АБО-НЕ, І-НЕ тощо).
  • Схемо- і системотехнічний рівень — схемо- і системотехнічна схеми (тригери, компаратори, шифратори, дешифратори, АЛП тощо).
  • Електричний — принципова електрична схема (транзистори, конденсатори, резистори тощо).
  • Фізичний — методи реалізації одного транзистора (чи невеликої групи) у вигляді легованих зон на кристалі.
  • Топологічний — схеми трасування друкованих плат та топологічні фотошаблони для виробництва.
  • Програмний рівень — дозволяє програмістові програмувати (для мікроконтролерів і мікропроцесорів) модель, що розробляється, використовуючи віртуальну схему.

Нині велика частина інтегральних схем проєктується за допомогою спеціалізованих САПР, які дозволяють автоматизувати і значно прискорити виробничі процеси. Програми проєктування електронних систем, наприклад, дозволяють створювати креслення принципових схем, обирати найкраще розміщення електронних компонентів (для досягнення найменшої довжини струмопровідних доріжок, балансування сигнальних ліній тощо), генерувати файли фотошаблонів та інструкцій для виготовлення схем на верстатах з ЧПК.

Технології виготовлення Редагувати

Елементна база Редагувати

Основним елементом аналогових мікросхем є транзистори (біполярні або польові). Різниця в технології виготовлення транзисторів істотно впливає на характеристики мікросхем. Тому нерідко в описі мікросхеми вказують технологію виготовлення, щоб підкреслити тим самим загальну характеристику властивостей і можливостей мікросхеми. У сучасних технологіях об'єднують технології біполярних і польових транзисторів, щоб добитися поліпшення характеристик мікросхем.

За технологією виготовлення транзисторів мікросхеми поділяються:

  • мікросхеми на уніполярних (польових) транзисторах — найекономніші (по споживанню струму);
  • мікросхеми на біполярних транзисторах.

Технологічний процес Редагувати

При виготовленні мікросхем використовується метод фотолітографії (проєкційної, контактної та ін.), при цьому схему формують на підкладці (зазвичай з кремнію), отриманій шляхом різання алмазними дисками монокристалів кремнію на тонкі пластини. Зважаючи на крихту лінійних розмірів елементів мікросхем, від використання видимого світла, і навіть ближнього ультрафіолету, при засвіченні давно відмовилися.

Як характеристики технологічного процесу виробництва мікросхем вказують мінімальні контрольовані розміри топології фотоповторювача (контактні вікна в оксиді кремнію, ширина затворів в транзисторах і т. д.) і, як наслідок, розміри транзисторів (і інших елементів) на кристалі. Цей параметр, проте, знаходиться у взаємозалежності з рядом інших виробничих можливостей: чистотою отримуваного кремнію, характеристиками інжекторів, методами фотолітографії, методами витравлення і напилення.

В 1970-х роках мінімальний контрольований розмір становив 2-8 мкм, в 1980-х був зменшений до 0,5-2 мкм. Деякі експериментальні зразки устаткування фотолітографії рентгенівського діапазону забезпечували мінімальний розмір 0,18 мкм.

В 1990-х роках, через новий виток «війни платформ», експериментальні методи стали впроваджуватися у виробництво і швидко удосконалюватися. На початку 1990-х процесори (наприклад, ранні Pentium і Pentium Pro) виготовляли за технологією 0,5-0,6 мкм (500—600 нм). Потім їх рівень піднявся до 250—350 нм. Наступні процесори (Pentium 2, K6 — 2, Athlon) вже робили за технологією 180 нм.

Наприкінці 1990-х фірма Texas Instruments створила нову ультрафіолетову технологію з мінімальним контрольованим розміром близько 80 нм. Але досягти її в масовому виробництві не вдавалося аж до недавнього часу. За станом на 2009 рік технології вдалося забезпечити рівень виробництва аж до 90 нм.

Нові процесори (спершу це був Core 2 Duo) роблять по новій УФ-технології 45 нм. Є і інші мікросхеми, що давно досягли і перевищили цей рівень (зокрема, відеопроцесори і флеш-пам'ять фірми Samsung — 40 нм). Проте подальший розвиток технології викликає все більше труднощів. Обіцянки фірми Intel по переходу на рівень 30 нм вже до 2006 року так і не збулися.

За станом на 2009 рік альянс провідних розробників і виробників мікросхем працює над технологічним процесом 32 нм.

У 2010-му в роздрібному продажі вже з'явилися процесори, розроблені по 32-х нм технологічному процесу.

Ступінь інтеграції Редагувати

Залежно від ступеня інтеграції застосовують наступні назви інтегральних схем:

Скорочення Розшифровка Рік Кількість транзисторів Кількість вентилів
МІС (англ. SSI) мала інтегральна схема (англ. small-scale integration) 1964 від 1 до 10 1 до 12
СІС (англ. MSI) середня інтегральна схема (англ. medium-scale integration) 1968 від 10 до 500 від 13 до 99
ВІС (англ. LSI) велика інтегральна схема (англ. large-scale integration) 1971 від 500 до 20 000 від 100 до 9999
НВІС (англ. VLSI) надвелика інтегральна схема (англ. very large-scale integration) 1980 від 20 000 до 1 000 000 від 10 000 до 99 999
англ. ULSI англ. ultra-large-scale integration 1984 від 1 000 000 і більше від 100 000 і більше

Контроль якості Редагувати

Для контролю якості інтегральних мікросхем широко застосовують так звані тестові структури.

Серії мікросхем Редагувати

Аналогові і цифрові мікросхеми випускаються серіями. Серія — це група мікросхем, що мають єдине конструктивно-технологічне виконання і призначені для спільного застосування. Мікросхеми однієї серії, як правило, мають однакову напругу джерел живлення, погоджені по вхідних і вихідних опорах, рівнях сигналів. Наприклад, серія 74HC — серія цифрових CMOS мікросхем загального призначення з ТТЛ-сумісними входами та виходами, а серія 54HC — її варіант з розширеним температурним діапазоном військового призначення (також називають підсерією).

Корпуси мікросхем Редагувати

Мікросхеми випускаються в двох конструктивних варіантах — корпусному і безкорпусному.

Безкорпусна мікросхема — це напівпровідниковий кристал, призначений для монтажу в гібридну мікросхему або мікрозбірку (можливий безпосередній монтаж на друковану плату). Корпус мікросхеми — це частина конструкції мікросхеми, призначена для захисту від зовнішніх дій і для з'єднання із зовнішніми електричними колами за допомогою виводів. Корпуси стандартизовані для спрощення технологічного процесу виготовлення виробів з різних мікросхем. Число стандартних корпусів обчислюється сотнями. У сучасних імпортних корпусах для поверхневого монтажу застосовують і метричні розміри: 0,8 мм; 0,65 мм і інші.

Призначення Редагувати

Інтегральна мікросхема може мати закінчений, скільки завгодно складний, функціонал — аж до цілого мікрокомп'ютера (однокристальний мікрокомп'ютер).

Аналогові схеми Редагувати

Цифрові мікросхеми Редагувати

Цифрові інтегральні мікросхеми мають ряд переваг в порівнянні з аналоговими:

  • Зменшене енергоспоживання пов'язане із застосуванням в цифровій електроніці імпульсних електричних сигналів. При отриманні і перетворенні таких сигналів активні елементи електронних пристроїв (транзисторів) працюють в «ключовому» режимі, тобто транзистор або «відкритий» — що відповідає сигналу високого рівня (1), або «закритий» — (0), в першому випадку на транзисторі немає падіння напруги, в другому — через нього не йде струм. У обох випадках енергоспоживання близьке до 0, на відміну від аналогових пристроїв, в яких велику частину часу транзистори знаходяться в проміжному (резистивному) стані.
  • Висока завадостійкість цифрових пристроїв пов'язана з великою відмінністю сигналів високого (наприклад, 2,5-5 В) і низького (0-0,5 В) рівня. Помилка можлива при таких перешкодах, коли високий рівень сприймається як низький і навпаки, що маловірогідно. Крім того, в цифрових пристроях можливе застосування спеціальних кодів, що дозволяють виправляти помилки.
  • Велика відмінність сигналів високого і низького рівня і досить широкий інтервал їх допустимих змін робить цифрову техніку нечутливою до неминучого в інтегральній технології розкиду параметрів елементів, позбавляє від необхідності підбору і налаштування цифрових пристроїв.

Аналогово-цифрові схеми Редагувати

Див. також Редагувати

Примітки Редагувати

  1. Національний банк стандартизованих науково-технічних термінів. Українське агентство зі стандартизації. «КОНТАКТНА ПЛОЩИНКА ІНТЕГРОВАНОЇ МІКРОСХЕМИ  — металізована ділянка на підшарку, кристалі або корпусі інтегрованої мікросхеми, яка служить для приєднання виводів компонентів та кристалів, перемичок, а також для контролю електричних параметрів та режимів мікросхеми.» 
  2. . Архів оригіналу за 9 серпня 2017. Процитовано 20 червня 2017. 
  3. (фр.). 1973. Архів оригіналу за 14 серпня 2017. Процитовано 20 червня 2017. 

Джерела Редагувати

Література Редагувати

  • Електроніка і мікросхемотехніка : Навч. посіб. для підгот. фахівців із спец. «Енергетика с.-г. вир-ва» в аграр. вищ. навч. закл. ІІІ — IV рівнів акредитації / В. Т. Дмитрів, В. М. Шиманський ; Львівський держ. аграр. ун-т. — Л. : Афіша, 2004. — 176 c. — Бібліогр.: с. 171—172.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Mikroshe ma integralna mikroshema integralna shema IS chip mikrochip angl integrated circuit napivprovidnikovij elektronnij pristrij yakij yavlyaye soboyu nabir elektronnih shem na odnij sucilnij plastini pidkladci z napivprovidnikovogo materialu zazvichaj kremniyu 1 Chasto pid integralnoyu shemoyu rozumiyut vlasne kristal abo plivku z elektronnoyu shemoyu a pid mikroshemoyu integralnu shemu v korpusi Princip stvorennya integralnih mikroshem bulo rozrobleno 1958 roku amerikanskimi vinahidnikami Dzhekom Kilbi ta Robertom Nojsom Mikroshema EPROM z prozorim vikoncem cherez yake vidno kristal napivprovidnikaMikroprocesor Intel Pentium z teplovidvodomVelika kilkist krihitnih tranzistoriv vigotovlenih za MOP tehnologiyeyu metal oksid napivprovidnik integruyetsya v neveliku mikroshemu ce prizvodit do togo sho elektronni pristroyi ye na poryadki menshi shvidshi ta deshevshi nizh ti sho skladayutsya z diskretnih okremih komponentiv Masove virobnictvo integralnih shem yih mozhlivosti nadijnist zabezpechili yih shvidke vprovadzhennya ta visoku populyarnit na sogodni mikroshemi vikoristovuyutsya praktichno v usomu elektronnomu obladnanni ta zrobili revolyuciyu u sviti elektroniki Komp yuteri mobilni telefoni ta insha pobutova tehnika z elektronnimi pristroyami ye viznachalnoyu oznakoyu suchasnoyi civilizaciyi U 1961 roci firma Fairchild Semiconductor Corporation vipustila integralni shemi u vilnij prodazh i yih vidrazu stali vikoristovuvati u virobnictvi kalkulyatoriv i komp yuteriv zamist okremih tranzistoriv sho dozvolilo znachno zmenshiti yihnij rozmir ta zbilshiti produktivnist Z togo chasu rozmir shvidkist i yemnist chipiv nadzvichajno zrosli zavdyaki tehnichnim dosyagnennyam yaki dozvolyayut stvoryuvati vse bilshe i bilshe MOP tranzistoriv na mikroshemah odnakovogo rozmiru suchasna mikroshema mozhe mati bagato milyardiv MOP tranzistoriv na oblasti rozmirom z lyudskij nigot Zavdyaki cim dosyagnennyam suchasni komp yuterni mikroshemi mayut u miljoni raziv bilshij obsyag pam yati ta u tisyachi raziv bilshu shvidkodiyu nizh komp yuterni mikroshemi pochatku 1970 h rokiv zakon Mura Integralni mikroshemi mayut dvi osnovni perevagi pered elektronnimi pristroyami vikonanimi z diskretnih elementiv vartist i produktivnist Vartist nizka oskilki mikroshemi z usima yihnimi komponentami vigotovlyayutsya drukuyutsya za dopomogoyu fotolitografiyi a ne skladyutsya z okremih tranzistoriv Krim togo mikroshemi vikoristovuyut nabagato menshe materialiv nizh diskretni shemi Produktivnist visoka oskilki komponenti mikroshemi shvidko peremikayutsya ta spozhivayut porivnyano malo elektroenergiyi cherez nevelikij rozmir i blizke roztashuvannya Osnovnim nedolikom integralnih mikroshem ye visoka vartist yih proektuvannya ta vigotovlennya neobhidnih fotoshabloniv Taka visoka pochatkova vartist oznachaye sho voni ye komercijno vigidnimi lishe pri dostatno velikih obsyagah virobnictva Persha radyanska napivprovidnikova mikroshema bula stvorena u 1961 roci v Taganrozkomu radiotehnichnomu instituti de v laboratoriyi L N Kolesova Zmist 1 Istoriya 2 Rivni proyektuvannya 3 Tehnologiyi vigotovlennya 3 1 Elementna baza 3 2 Tehnologichnij proces 3 3 Stupin integraciyi 3 4 Kontrol yakosti 4 Seriyi mikroshem 5 Korpusi mikroshem 6 Priznachennya 6 1 Analogovi shemi 6 2 Cifrovi mikroshemi 6 3 Analogovo cifrovi shemi 7 Div takozh 8 Primitki 9 Dzherela 10 LiteraturaIstoriya RedaguvatiDokladnishe Vinajdennya integralnoyi shemiVinahid mikroshem rozpochavsya z vivchennya vlastivostej tonkih oksidnih plivok sho proyavlyayutsya v efekti poganoyi elektroprovidnosti pri nevelikij elektrichnij napruzi Problema polyagala v tomu sho v misci zitknennya dvoh metaliv ne vidbuvalosya elektrichnogo kontaktu abo vin mav polyarni vlastivosti Gliboki vivchennya cogo fenomenu priveli do vinahodu diodiv a piznishe do tranzistoriv i integralnih mikroshem U 1958 roci dvoye uchenih sho zhili v absolyutno riznih miscyah vinajshli praktichno identichnu model integralnoyi shemi Odin z nih Dzhek Kilbi pracyuvav na Texas Instruments inshij Robert Nojs buv odnim iz zasnovnikiv nevelikoyi kompaniyi po virobnictvu napivprovidnikiv Fairchild Semiconductor Oboh ob yednalo pitannya Yak v minimum miscya vmistiti maksimum komponentiv Tranzistori rezistori kondensatori ta inshi detali u toj chas rozmishuvalisya na platah okremo i vcheni virishili sprobuvati yih ob yednati na odnomu monolitnomu kristali z napivprovidnikovogo materialu Tilki Kilbi skoristavsya germaniyem a Nojs viddav perevagu kremniyu U 1959 roci voni okremo odin vid odnogo otrimali patenti na svoyi vinahodi pochalosya protistoyannya dvoh kompanij yake zakinchilosya mirnim dogovorom i stvorennyam spilnoyi licenziyi na virobnictvo chipiv Pislya togo yak v 1961 roci Fairchild Semiconductor Corporation pustila integralni shemi u vilnij prodazh yih vidrazu stali vikoristovuvati u virobnictvi kalkulyatoriv i komp yuteriv zamist okremih tranzistoriv sho dozvolilo znachno zmenshiti rozmir i zbilshiti produktivnist Persha v SRSR napivprovidnikova integralna mikroshema bula rozroblena stvorena na osnovi planarnoyi tehnologiyi rozroblenoyi na pochatku 1960 roku v NDI 35 potim perejmenovanij v NDI Pulsar kolektivom yakij nadali buv perevedenij v NIIME Mikron Stvorennya pershoyi radyanskoyi kremniyevoyi integralnoyi shemi bulo skoncentrovane na rozrobci i virobnictvi z metoyu vikoristannya u vijskovij tehnici seriyi integralnih kremniyevih shem MS 100 37 elementiv ekvivalent skladnosti shemotehniki trigera analoga amerikanskih IS seriyi SN51 firmi Texas Instruments Zrazki prototipi i virobnichi zrazki kremniyevih integralnih shem dlya vidtvorennya buli otrimani zi SShA Roboti provodilisya NDI 35 direktor Trutko i Fryazinskim zavodom direktor Kolmogorov za oboronnim zamovlennyam dlya vikoristannya v avtonomnomu visotomiri sistemi navedennya balistichnoyi raketi Rozrobka mistila shist tipovih integralnih kremniyevih planarnih shem seriyi MS 100 i z organizaciyeyu doslidnogo virobnictva zajnyala v NDI 35 tri roki z 1962 po 1965 rik She dva roki pishlo na osvoyennya zavodskogo virobnictva z vijskovim prijmannyam u Fryazino 1967 rik Rivni proyektuvannya RedaguvatiLogichnij logichna shema logichni invertori elementi ABO NE I NE tosho Shemo i sistemotehnichnij riven shemo i sistemotehnichna shemi trigeri komparatori shifratori deshifratori ALP tosho Elektrichnij principova elektrichna shema tranzistori kondensatori rezistori tosho Fizichnij metodi realizaciyi odnogo tranzistora chi nevelikoyi grupi u viglyadi legovanih zon na kristali Topologichnij shemi trasuvannya drukovanih plat ta topologichni fotoshabloni dlya virobnictva Programnij riven dozvolyaye programistovi programuvati dlya mikrokontroleriv i mikroprocesoriv model sho rozroblyayetsya vikoristovuyuchi virtualnu shemu Nini velika chastina integralnih shem proyektuyetsya za dopomogoyu specializovanih SAPR yaki dozvolyayut avtomatizuvati i znachno priskoriti virobnichi procesi Programi proyektuvannya elektronnih sistem napriklad dozvolyayut stvoryuvati kreslennya principovih shem obirati najkrashe rozmishennya elektronnih komponentiv dlya dosyagnennya najmenshoyi dovzhini strumoprovidnih dorizhok balansuvannya signalnih linij tosho generuvati fajli fotoshabloniv ta instrukcij dlya vigotovlennya shem na verstatah z ChPK Tehnologiyi vigotovlennya RedaguvatiElementna baza Redaguvati Osnovnim elementom analogovih mikroshem ye tranzistori bipolyarni abo polovi Riznicya v tehnologiyi vigotovlennya tranzistoriv istotno vplivaye na harakteristiki mikroshem Tomu neridko v opisi mikroshemi vkazuyut tehnologiyu vigotovlennya shob pidkresliti tim samim zagalnu harakteristiku vlastivostej i mozhlivostej mikroshemi U suchasnih tehnologiyah ob yednuyut tehnologiyi bipolyarnih i polovih tranzistoriv shob dobitisya polipshennya harakteristik mikroshem Za tehnologiyeyu vigotovlennya tranzistoriv mikroshemi podilyayutsya mikroshemi na unipolyarnih polovih tranzistorah najekonomnishi po spozhivannyu strumu mikroshemi na bipolyarnih tranzistorah Tehnologichnij proces Redaguvati Pri vigotovlenni mikroshem vikoristovuyetsya metod fotolitografiyi proyekcijnoyi kontaktnoyi ta in pri comu shemu formuyut na pidkladci zazvichaj z kremniyu otrimanij shlyahom rizannya almaznimi diskami monokristaliv kremniyu na tonki plastini Zvazhayuchi na krihtu linijnih rozmiriv elementiv mikroshem vid vikoristannya vidimogo svitla i navit blizhnogo ultrafioletu pri zasvichenni davno vidmovilisya Yak harakteristiki tehnologichnogo procesu virobnictva mikroshem vkazuyut minimalni kontrolovani rozmiri topologiyi fotopovtoryuvacha kontaktni vikna v oksidi kremniyu shirina zatvoriv v tranzistorah i t d i yak naslidok rozmiri tranzistoriv i inshih elementiv na kristali Cej parametr prote znahoditsya u vzayemozalezhnosti z ryadom inshih virobnichih mozhlivostej chistotoyu otrimuvanogo kremniyu harakteristikami inzhektoriv metodami fotolitografiyi metodami vitravlennya i napilennya V 1970 h rokah minimalnij kontrolovanij rozmir stanoviv 2 8 mkm v 1980 h buv zmenshenij do 0 5 2 mkm Deyaki eksperimentalni zrazki ustatkuvannya fotolitografiyi rentgenivskogo diapazonu zabezpechuvali minimalnij rozmir 0 18 mkm V 1990 h rokah cherez novij vitok vijni platform eksperimentalni metodi stali vprovadzhuvatisya u virobnictvo i shvidko udoskonalyuvatisya Na pochatku 1990 h procesori napriklad ranni Pentium i Pentium Pro vigotovlyali za tehnologiyeyu 0 5 0 6 mkm 500 600 nm Potim yih riven pidnyavsya do 250 350 nm Nastupni procesori Pentium 2 K6 2 Athlon vzhe robili za tehnologiyeyu 180 nm Naprikinci 1990 h firma Texas Instruments stvorila novu ultrafioletovu tehnologiyu z minimalnim kontrolovanim rozmirom blizko 80 nm Ale dosyagti yiyi v masovomu virobnictvi ne vdavalosya azh do nedavnogo chasu Za stanom na 2009 rik tehnologiyi vdalosya zabezpechiti riven virobnictva azh do 90 nm Novi procesori spershu ce buv Core 2 Duo roblyat po novij UF tehnologiyi 45 nm Ye i inshi mikroshemi sho davno dosyagli i perevishili cej riven zokrema videoprocesori i flesh pam yat firmi Samsung 40 nm Prote podalshij rozvitok tehnologiyi viklikaye vse bilshe trudnoshiv Obicyanki firmi Intel po perehodu na riven 30 nm vzhe do 2006 roku tak i ne zbulisya Za stanom na 2009 rik alyans providnih rozrobnikiv i virobnikiv mikroshem pracyuye nad tehnologichnim procesom 32 nm U 2010 mu v rozdribnomu prodazhi vzhe z yavilisya procesori rozrobleni po 32 h nm tehnologichnomu procesu Stupin integraciyi Redaguvati Zalezhno vid stupenya integraciyi zastosovuyut nastupni nazvi integralnih shem Skorochennya Rozshifrovka Rik Kilkist tranzistoriv 2 Kilkist ventiliv 3 MIS angl SSI mala integralna shema angl small scale integration 1964 vid 1 do 10 1 do 12SIS angl MSI serednya integralna shema angl medium scale integration 1968 vid 10 do 500 vid 13 do 99VIS angl LSI velika integralna shema angl large scale integration 1971 vid 500 do 20 000 vid 100 do 9999NVIS angl VLSI nadvelika integralna shema angl very large scale integration 1980 vid 20 000 do 1 000 000 vid 10 000 do 99 999angl ULSI angl ultra large scale integration 1984 vid 1 000 000 i bilshe vid 100 000 i bilsheKontrol yakosti Redaguvati Dlya kontrolyu yakosti integralnih mikroshem shiroko zastosovuyut tak zvani testovi strukturi Seriyi mikroshem RedaguvatiAnalogovi i cifrovi mikroshemi vipuskayutsya seriyami Seriya ce grupa mikroshem sho mayut yedine konstruktivno tehnologichne vikonannya i priznacheni dlya spilnogo zastosuvannya Mikroshemi odniyeyi seriyi yak pravilo mayut odnakovu naprugu dzherel zhivlennya pogodzheni po vhidnih i vihidnih oporah rivnyah signaliv Napriklad seriya 74HC seriya cifrovih CMOS mikroshem zagalnogo priznachennya z TTL sumisnimi vhodami ta vihodami a seriya 54HC yiyi variant z rozshirenim temperaturnim diapazonom vijskovogo priznachennya takozh nazivayut pidseriyeyu Korpusi mikroshem RedaguvatiDokladnishe Korpus mikroshemiMikroshemi vipuskayutsya v dvoh konstruktivnih variantah korpusnomu i bezkorpusnomu Bezkorpusna mikroshema ce napivprovidnikovij kristal priznachenij dlya montazhu v gibridnu mikroshemu abo mikrozbirku mozhlivij bezposerednij montazh na drukovanu platu Korpus mikroshemi ce chastina konstrukciyi mikroshemi priznachena dlya zahistu vid zovnishnih dij i dlya z yednannya iz zovnishnimi elektrichnimi kolami za dopomogoyu vivodiv Korpusi standartizovani dlya sproshennya tehnologichnogo procesu vigotovlennya virobiv z riznih mikroshem Chislo standartnih korpusiv obchislyuyetsya sotnyami U suchasnih importnih korpusah dlya poverhnevogo montazhu zastosovuyut i metrichni rozmiri 0 8 mm 0 65 mm i inshi Priznachennya RedaguvatiIntegralna mikroshema mozhe mati zakinchenij skilki zavgodno skladnij funkcional azh do cilogo mikrokomp yutera odnokristalnij mikrokomp yuter Analogovi shemi Redaguvati Operacijni pidsilyuvachi Komparatori Generatori signaliv Filtri u tomu chisli na p yezoefekti Analogovi pomnozhuvachi Analogovi atenyuatori i regulovani pidsilyuvachi Stabilizatori dzherel zhivlennya stabilizatori naprugi i strumu Mikroshemi upravlinnya impulsnih blokiv zhivlennya Peretvoryuvachi signaliv Shemi sinhronizaciyi Rizni datchiki temperaturi ta in Cifrovi mikroshemi Redaguvati Logichni elementi Trigeri Lichilniki Registri Buferni peretvoryuvachi Shifratori Deshifratori Cifrovij komparator Multipleksori Demultipleksori Sumatori Napivsumatori Klyuchi Arifmetiko logichni pristroyi Mikrokontroleri Mikro procesori u tomu chisli CP dlya komp yuteriv Odnokristalni mikrokomp yuteri Mikroshemi i moduli pam yati PLIS programovani logichni integralni shemi Cifrovi integralni mikroshemi mayut ryad perevag v porivnyanni z analogovimi Zmenshene energospozhivannya pov yazane iz zastosuvannyam v cifrovij elektronici impulsnih elektrichnih signaliv Pri otrimanni i peretvorenni takih signaliv aktivni elementi elektronnih pristroyiv tranzistoriv pracyuyut v klyuchovomu rezhimi tobto tranzistor abo vidkritij sho vidpovidaye signalu visokogo rivnya 1 abo zakritij 0 v pershomu vipadku na tranzistori nemaye padinnya naprugi v drugomu cherez nogo ne jde strum U oboh vipadkah energospozhivannya blizke do 0 na vidminu vid analogovih pristroyiv v yakih veliku chastinu chasu tranzistori znahodyatsya v promizhnomu rezistivnomu stani Visoka zavadostijkist cifrovih pristroyiv pov yazana z velikoyu vidminnistyu signaliv visokogo napriklad 2 5 5 V i nizkogo 0 0 5 V rivnya Pomilka mozhliva pri takih pereshkodah koli visokij riven sprijmayetsya yak nizkij i navpaki sho malovirogidno Krim togo v cifrovih pristroyah mozhlive zastosuvannya specialnih kodiv sho dozvolyayut vipravlyati pomilki Velika vidminnist signaliv visokogo i nizkogo rivnya i dosit shirokij interval yih dopustimih zmin robit cifrovu tehniku nechutlivoyu do neminuchogo v integralnij tehnologiyi rozkidu parametriv elementiv pozbavlyaye vid neobhidnosti pidboru i nalashtuvannya cifrovih pristroyiv Analogovo cifrovi shemi Redaguvati Cifro analogovi CAP i analogovo cifrovi peretvoryuvachi ACP Cifrovi obchislyuvalni sintezatori COS Transiveri napriklad peretvoryuvach interfejsu Ethernet Modulyatori i demodulyatori Radiomodemi Dekoderi teletekstu UKH radio tekstu Transiveri Fast Ethernet i optichnih linij Dial Up modemi Prijmachi cifrovogo TB Sensor optichnoyi mishi Peretvoryuvachi naprugi zhivlennya i inshi pristroyi na peremikalnih kondensatorah Cifrovi atenyuatori Shemi fazovogo avtopidstroyuvannya chastoti FAPCh z poslidovnim interfejsom Komutatori Generatori i vidnovniki chastoti taktovoyi sinhronizaciyi Bazovi matrichni kristali BMK mistit yak analogovi tak i cifrovi pervinni elementiDiv takozh RedaguvatiTverdotilna elektronika Integralna mikroshema Tehnologichnij proces v elektronnij promislovosti Tipi korpusiv mikroshem ASSP elektronika Radiacijna stijkistPrimitki Redaguvati Nacionalnij bank standartizovanih naukovo tehnichnih terminiv Ukrayinske agentstvo zi standartizaciyi KONTAKTNA PLOShINKA INTEGROVANOYi MIKROSHEMI metalizovana dilyanka na pidsharku kristali abo korpusi integrovanoyi mikroshemi yaka sluzhit dlya priyednannya vivodiv komponentiv ta kristaliv peremichok a takozh dlya kontrolyu elektrichnih parametriv ta rezhimiv mikroshemi Arhivovana kopiya Arhiv originalu za 9 serpnya 2017 Procitovano 20 chervnya 2017 Bulletin de la Societe fribourgeoise des sciences naturelles Volumes 62 a 63 fr 1973 Arhiv originalu za 14 serpnya 2017 Procitovano 20 chervnya 2017 Dzherela RedaguvatiIBM i AMD brosili vyzov Intel v 22 nm tehprocesse Po sledam IDF 2010 Intel zaplanirovala perevod processorov Atom na tehprocess 22 i 15 nm Globalfoundries osvaivaet tehprocess po normam 22 i 20 nm PRAVO NA TOPOLOGII INTEGRALNYH MIKROSHEM Obshie svedeniya o mikroshemah i tehnologii ih izgotovleniya Literatura RedaguvatiElektronika i mikroshemotehnika Navch posib dlya pidgot fahivciv iz spec Energetika s g vir va v agrar vish navch zakl III IV rivniv akreditaciyi V T Dmitriv V M Shimanskij Lvivskij derzh agrar un t L Afisha 2004 176 c Bibliogr s 171 172 Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Mikroshema amp oldid 40430585