IC (Vi mạch, mạch tích hợp)

Integratede Circuits(ic)
IC (Vi mạch, mạch tích hợp)
5 (100%) 1 vote

Một mạch tích hợp (IC), đôi khi được gọi là chip hoặc vi mạch hay vi mạch tích hợp, là một wafer bán dẫn trong đó hàng ngàn hoặc hàng triệu điện trở nhỏ, tụ điện và bóng bán dẫn được chế tạo. Một IC có thể hoạt động như một bộ khuếch đại, bộ tạo dao động, bộ đếm thời gian, bộ đếm, bộ nhớ máy tính hoặc bộ vi xử lý. Một IC cụ thể được phân loại là tuyến tính ( analog ) hoặc kỹ thuật số, tùy thuộc vào ứng dụng dự định của nó. Vậy ic là gì?

IC 7404

IC là gì

IC hay Vi mạch, hay vi mạch tích hợp, hay mạch tích hợp (integrated circuit, gọi tắt IC, còn gọi là chip). IC là tập các mạch điện chứa các linh kiện điện tử bán dẫn (như transistor) và linh kiện điện tử thụ động (như điện trở) được kết nối với nhau, để thực hiện được một chức năng xác định. Tức là mạch tích hợp được thiết kế để đảm nhiệm một chức năng như một linh kiện phức hợp. Ta đã biết ic là gì rồi phải không ạ? Bây giờ ta tìm hiểu sâu hơn nhé.

Mạch tích hợp HT12E IC

Các linh kiện kích thước cỡ micrometre (hoặc nhỏ hơn) chế tạo bởi công nghệ silicon.

Mạch tích hợp giúp giảm kích thước của mạch điện đi rất nhiều, bên cạnh đó là độ chính xác tăng lên. IC là một phần rất quan trọng của các mạch logic. Có hai loại IC chính gồm lập trình được và cố định chức năng, không lập trình được. Mỗi IC có tính chất riêng về nhiệt độ, điện thế giới hạn, công suất làm việc, được ghi trong bảng thông tin (datasheet) của nhà sản xuất.[2]

Hiện nay, công nghệ silicon đang tiến tới những giới hạn của vi mạch tích hợp và các nhà nghiên cứu đang nỗ lực tìm ra một loại vật liệu mới có thể thay thế công nghệ silicon này.

Một mạch tích hợp hoặc mạch tích hợp nguyên khối (hay còn gọi là IC (xem ic là gì), một con chip, hoặc một vi mạch ) là một tập hợp các mạch điện tử trên một mảnh bằng phẳng nhỏ (hoặc “chip”) của bán dẫn tài liệu đó là bình thường silicon . Việc tích hợp một số lượng lớn các bóng bán dẫn MOS nhỏ vào một chip nhỏ dẫn đến các mạch có độ lớn nhỏ hơn, nhanh hơn và rẻ hơn so với các bóng được chế tạo từ các linh kiện điện tử rời rạc .

Khả năng sản xuất hàng loạt, độ tin cậy và cách tiếp cận khối xây dựng của IC đối vớithiết kế mạch đã đảm bảo việc áp dụng nhanh chóng các IC tiêu chuẩn thay cho các thiết kế sử dụng các bóng bán dẫn rời rạc . iíc hiện được sử dụng trong hầu hết các thiết bị điện tử và đã cách mạng hóa thế giới điện tử . Máy tính, điện thoại di động và các thiết bị gia dụng kỹ thuật số khác hiện là những phần không thể tách rời trong cấu trúc của các xã hội hiện đại, được thực hiện nhờ kích thước nhỏ và chi phí thấp của IC.

Integrated Circuit (Vi mạch)

Các mạch tích hợp đã được thực hiện nhờ những tiến bộ công nghệ trong chế tạo thiết bị bán dẫn silicon kim loại oxit . Kể từ nguồn gốc của chúng vào những năm 1960, kích thước, tốc độ và công suất của chip đã tiến bộ vượt bậc, nhờ vào những tiến bộ kỹ thuật phù hợp với ngày càng nhiều bóng bán dẫn MOS trên các chip có cùng kích thước – một chip hiện đại có thể có hàng tỷ bóng bán dẫn MOS trong một diện tích kích thước của móng tay người. Những tiến bộ này, gần như tuân theo định luật Moore, làm cho chip máy tính ngày nay sở hữu công suất gấp hàng triệu lần và tốc độ gấp hàng nghìn lần tốc độ của chip máy tính vào đầu những năm 1970.

vi mạch Ir2110 Ic

IC có hai ưu điểm chính so với các mạch rời rạc : chi phí và hiệu suất. Chi phí thấp vì các chip, với tất cả các thành phần của chúng, được in dưới dạng một đơn vị bằng phương pháp quang khắc thay vì được chế tạo một bóng bán dẫn tại một thời điểm. Hơn nữa, IC đóng gói sử dụng vật liệu ít hơn nhiều so với các mạch rời rạc. Hiệu suất cao vì các thành phần của IC chuyển đổi nhanh chóng và tiêu thụ năng lượng tương đối ít do kích thước nhỏ và độ gần của chúng. Nhược điểm chính của IC là chi phí cao để thiết kế chúng và chế tạo các photomas yêu cầu . Chi phí ban đầu cao này có nghĩa là IC chỉ thực tế khi khối lượng sản xuất cao được dự đoán.

IC laptop

IC tuyến tính có đầu ra biến đổi liên tục (về mặt lý thuyết có khả năng đạt được số lượng trạng thái vô hạn) phụ thuộc vào mức tín hiệu đầu vào. Theo thuật ngữ này, mức tín hiệu đầu ra là một hàm tuyến tính của mức tín hiệu đầu vào. Lý tưởng nhất là khi đầu ra tức thời được vẽ thành biểu đồ so với đầu vào tức thời, âm mưu xuất hiện dưới dạng một đường thẳng. IC tuyến tính được sử dụng làm bộ khuếch đại tần số âm thanh ( AF ) và tần số vô tuyến ( RF ). Bộ khuếch đại hoạt động (op amp) là một thiết bị phổ biến trong các ứng dụng này.IC kỹ thuật số chỉ hoạt động ở một vài mức hoặc trạng thái xác định, thay vì trên một phạm vi biên độ tín hiệu liên tục. Các thiết bị này được sử dụng trong máy tính, mạng máy tính, modem và bộ đếm tần số. Các khối xây dựng cơ bản của IC kỹ thuật số là các cổng logic, hoạt động với dữ liệu nhị phân, nghĩa là các tín hiệu chỉ có hai trạng thái khác nhau, được gọi là thấp (logic 0) và cao (logic 1).

Định nghĩa IC (mạch tích hợp)

Một mạch tích hợp được định nghĩa là: IC là một mạch tích hợp nhiều loại linh kiện bán dẫn thực hiện một chức năng nhất định, trong đó tất cả hoặc một số thành phần mạch được liên kết không thể tách rời và liên kết với nhau để nó được coi là không thể chia cắt cho các mục đích xây dựng và thương mại.

Mạch IC đáp ứng định nghĩa này có thể được xây dựng bằng nhiều công nghệ khác nhau, bao gồm các transistor màng mỏng, công nghệ dày màng, hoặc các mạch tích hợp lai . Tuy nhiên, trong sử dụng chung, mạch tích hợp đã đề cập đến việc xây dựng mạch đơn mảnh ban đầu được gọi là mạch tích hợp nguyên khối. Vậy là bạn đã biết ic là gì rồi đấy.

Integratede Circuits(ic)

Lịch sử vi mạch

Những khái niệm ban đầu về mạch tích hợp có từ năm 1949, khi kỹ sư người Đức Werner Jacobi ( Siemens AG ) nộp bằng sáng chế cho một thiết bị khuếch đại bán dẫn giống như mạch tích hợp cho thấy năm bóng bán dẫn trên đế chung trong bố trí bộ khuếch đại 3 tầng. Jacobi tiết lộ máy trợ thính nhỏ và rẻ là ứng dụng công nghiệp điển hình của bằng sáng chế của mình. Một sử dụng thương mại ngay lập tức bằng sáng chế của mình đã không được báo cáo.

Power Ic Chip Cr6850 Cr6850t Dip-8

Ý tưởng về một mạch tích hợp được hình thành bởi Geoffrey Dummer (1909 Hóa2002), một nhà khoa học radar làm việc cho Cơ sở Radar Hoàng gia của Bộ Quốc phòng Anh . Dummer trình bày ý tưởng này với công chúng tại Hội nghị chuyên đề về tiến bộ về linh kiện điện tử chất lượng ở Washington, DC vào ngày 7 tháng 5 năm 1952.

Ông đã đưa ra nhiều hội nghị công khai để tuyên truyền ý tưởng của mình và đã không thành công trong việc xây dựng một mạch như vậy vào năm 1956. Giữa năm 1953 và 1957, Sidney Darlington và Yasuro Tarui ( Phòng thí nghiệm kỹ thuật điện ) đã đề xuất các thiết kế chip tương tự trong đó một số bóng bán dẫn có thể chia sẻ một khu vực hoạt động chung, nhưng không có sự cách ly về điệnđể tách chúng ra khỏi nhau.

Chip mạch tích hợp nguyên khối được kích hoạt bởi quá trình thụ động bề mặt, giúp ổn định bề mặt silicon thông qua quá trình oxy hóa nhiệt, cho phép chế tạo chip mạch tích hợp nguyên khối bằng silicon. Quá trình thụ động bề mặt được phát triển bởi Mohamed M. Atalla tại Bell Labs vào năm 1957.

Đây là cơ sở cho quy trình phẳng, được phát triển bởi Jean Hoerni tại Fairchild S bán dẫn vào đầu năm 1959, rất quan trọng đối với việc phát minh ra chip mạch tích hợp nguyên khối. Một khái niệm quan trọng đằng sau IC nguyên khối là nguyên tắc cách ly tiếp giáp p, n cho phép mỗi bóng bán dẫn hoạt động độc lập mặc dù là một phần của cùng một miếng silicon. Quá trình thụ động bề mặt của Atalla đã phân lập các diode và bóng bán dẫn riêng lẻ, được mở rộng thành các bóng bán dẫn độc lập trên một miếng silicon của Kurt Lehovec tại Sprague Electric vào năm 1959,  và sau đó độc lập bởi Robert Noyce tại Fairchild vào cuối năm đó.

IC đầu tiên

Một ý tưởng tiền thân của IC là tạo ra các chất nền gốm nhỏ (được gọi là micromodules ),mỗi loại chứa một thành phần thu nhỏ duy nhất. Các thành phần sau đó có thể được tích hợp và kết nối thành một lưới nhỏ gọn hai chiều hoặc ba chiều. Ý tưởng này, có vẻ rất hứa hẹn vào năm 1957, đã được đề xuất cho Quân đội Hoa Kỳ bởi Jack Kilby [ cần dẫn nguồn ] và dẫn đến Chương trình Micromodule tồn tại trong thời gian ngắn (tương tự như Dự án Tinkertoy năm 1951). Tuy nhiên, khi dự án đang đạt được đà phát triển, Kilby đã đưa ra một thiết kế mới, mang tính cách mạng: IC.

Robo India 555 555 Timer Ic

Mới được Texas dụng cụ, Kilby đã ghi lại những ý tưởng ban đầu của mình liên quan đến mạch tích hợp vào tháng 7 năm 1958, thể hiện thành công ví dụ hoạt động đầu tiên của mạch tích hợp vào ngày 12 tháng 9 năm 1958.  Trong đơn xin cấp bằng sáng chế ngày 6 tháng 2 năm 1959, Kilby đã mô tả thiết bị mới của mình là “một cơ thể của vật liệu bán dẫn, trong đó tất cả các thành phần của mạch điện tử được tích hợp hoàn toàn.”

Khách hàng đầu tiên cho phát minh mới là Không quân Hoa Kỳ. Kilby đã giành giải thưởng Nobel vật lý năm 2000 nhờ vào phát minh ra mạch tích hợp. Tuy nhiên, phát minh của Kilby là mộtmạch tích hợp lai (IC lai), chứ không phải là chip mạch tích hợp nguyên khối (IC nguyên khối). IC của Kilby có các kết nối dây bên ngoài, điều này gây khó khăn cho việc sản xuất hàng loạt.

Nửa năm sau Kilby, Robert Noyce tại Fairchild S bán dẫn đã phát minh ra chip IC nguyên khối thực sự đầu tiên. Đó là một loạt các mạch tích hợp mới, thiết thực hơn so với triển khai của Kilby. Thiết kế của Noyce được làm từ silicon, trong khi chip của Kilby được làm từ gecmani .

IC nguyên khối của Noyce đặt tất cả các thành phần lên một con chip silicon và kết nối chúng với các đường dây đồng. IC nguyên khối của Noyce được chế tạo bằng quy trình phẳng, được phát triển vào đầu năm 1959 bởi đồng nghiệp Jean Hoerni . Đổi lại, quá trình máy bay của Hoerni được dựa trên Mohamed Atallaquá trình thụ động bề mặt.Chip IC hiện đại dựa trên IC nguyên khối của Noyce, thay vì IC lai của Kilby.

IC đầu tiên

Mạch tích hợp MOS

Gần như tất cả các chip IC hiện đại là các mạch tích hợp bán dẫn oxit kim loại (MOS), được chế tạo từ MOSFET (các bóng bán dẫn hiệu ứng trường silicon của oxit kim loại oxit). MOSFET (còn được gọi là bóng bán dẫn MOS), được phát minh bởi Mohamed M. Atalla và Dawon Kahng tại Bell Labs vào năm 1959, cho phép chế tạo các mạch tích hợp mật độ cao .

Mạch tích hợp MOS

Atalla lần đầu tiên đề xuất khái niệm chip mạch tích hợp MOS vào năm 1960, sau đó là Kahng vào năm 1961, cả hai đều lưu ý rằng việc chế tạo dễ dàng của bóng bán dẫn MOS giúp nó trở nên hữu ích cho các mạch tích hợp. [32] [33]Các danh sách của IEEE mốc bao gồm các mạch tích hợp đầu tiên của Kilby năm 1958, Quá trình Hoerni của phẳng và IC phẳng Noyce vào năm 1959, và các MOSFET bởi Atalla và Kahng vào năm 1959.

IC MOS thử nghiệm đầu tiên được chế tạo là chip 16 bóng bán dẫn được chế tạo bởi Fred Heiman và Steven Hofstein tại RCA năm 1962. General Microelectronics sau đó đã giới thiệu mạch tích hợp MOS thương mại đầu tiên vào năm 1964, dịch chuyển 120 bóng bán dẫn đăng ký được phát triển bởi Robert Norman.

Đến năm 1964, chip MOS đã đạt mật độ bóng bán dẫn cao hơn và chi phí sản xuất thấp hơn so với chip lưỡng cực . Các chip MOS tăng thêm về độ phức tạp với tốc độ được dự đoán bởi định luật Moore, dẫn đến tích hợp quy mô lớn (LSI) với hàng trăm bóng bán dẫntrên một chip MOS vào cuối những năm 1960.

Sau sự phát triển của MOSFE cổng tự liên kết ( cổng silicon) của Robert Kerwin, Donald Klein và John Sarace tại Bell Labs vào năm 1967, công nghệ MOS IC cổng silicon đầu tiên với cổng tự liên kết, cơ sở của tất cả các mạch tích hợp CMOS hiện đại, được phát triển tại Fairchild S Bán dẫn bởi Federico Faggin vào năm 1968.

Việc ứng dụng chip MOS LSI vào điện toán là cơ sở cho các bộ vi xử lý đầu tiên, khi các kỹ sư bắt đầu nhận ra rằng bộ xử lý máy tính hoàn chỉnhcó thể được chứa trên một chip MOS LSI duy nhất. Điều này dẫn đến những phát minh của bộ vi xử lý và vi điều khiển vào đầu những năm 1970. Trong những năm đầu thập niên 1970, công nghệ mạch tích hợp MOS cho phép tích hợp quy mô rất lớn (VLSI) của hơn 10.000 bóng bán dẫn trên một chip.

Những tiến bộ trong công nghệ vi mạch, chủ yếu là các tính năng nhỏ và khoai tây chiên lớn hơn, đã cho phép số lượng của MOS transistor trong một mạch tích hợp để tăng gấp đôi mỗi hai năm, một xu hướng được gọi là định luật Moore. Moore ban đầu tuyên bố rằng nó sẽ tăng gấp đôi mỗi năm, nhưng ông tiếp tục thay đổi yêu cầu thành hai năm một lần vào năm 1975. Công suất tăng này đã được sử dụng để giảm chi phí và tăng chức năng.

Nói chung, khi kích thước tính năng co lại, hầu hết mọi khía cạnh trong hoạt động của IC đều được cải thiện. Chi phí cho mỗi bóng bán dẫn và mức tiêu thụ năng lượng chuyển đổi trên mỗi bóng bán dẫn giảm xuống, trong khi dung lượng bộ nhớ và tốc độ tăng lên, thông qua các mối quan hệ được xác định bởiChia tỷ lệ Dennard ( chia tỷ lệ MOSFET ).

Bởi vì tốc độ, công suất và mức tăng tiêu thụ năng lượng rõ ràng đối với người dùng cuối, nên có sự cạnh tranh khốc liệt giữa các nhà sản xuất để sử dụng hình học tốt hơn. Trong những năm qua, kích thước bóng bán dẫn đã giảm từ 10 micrô vào đầu những năm 1970 xuống còn 10 nanomet vào năm 2017  với mức tăng hàng triệu lần tương ứng của các bóng bán dẫn trên một đơn vị diện tích. Tính đến năm 2016, các khu vực chip điển hình có diện tích từ vài mm vuông đến khoảng 600 mm 2, với tối đa 25 triệu bóng bán dẫn trên mỗi mm 2.

Sự thu hẹp dự kiến ​​của kích thước tính năng và tiến bộ cần thiết trong các lĩnh vực liên quan đã được dự báo trong nhiều năm qua Lộ trình công nghệ quốc tế cho chất bán dẫn (ITRS). ITRS cuối cùng đã được ban hành vào năm 2016 và nó đang được thay thế bằng Lộ trình quốc tế cho các thiết bị và hệ thống.

Ban đầu, IC là thiết bị điện tử nghiêm ngặt. Thành công của IC đã dẫn đến việc tích hợp các công nghệ khác, trong nỗ lực để có được những lợi thế tương tự về kích thước nhỏ và chi phí thấp. Những công nghệ này bao gồm các thiết bị cơ học, quang học và cảm biến.

Các thiết bị kết nối sạc và cảm biến pixel hoạt động có liên quan chặt chẽ là những con chip nhạy cảm với ánh sáng. Họ đã thay thế phần lớn phim ảnh trong các ứng dụng khoa học, y tế và tiêu dùng. Hàng tỷ thiết bị này hiện được sản xuất mỗi năm cho các ứng dụng như điện thoại di động, máy tính bảng và máy ảnh kỹ thuật số. Tiểu lĩnh vực IC này đã giành giải thưởng Nobel năm 2009.

Các thiết bị cơ khí rất nhỏ được điều khiển bằng điện có thể được tích hợp vào chip, một công nghệ được gọi là hệ thống vi cơ điện tử . Những thiết bị này được phát triển vào cuối những năm 1980 và được sử dụng trong nhiều ứng dụng thương mại và quân sự. Ví dụ bao gồm máy chiếu DLP, máy in phun và gia tốc kế và con quay MEMS được sử dụng để triển khai túi khí ô tô.

Từ đầu những năm 2000, việc tích hợp chức năng quang học ( điện toán quang ) vào chip silicon đã được tích cực theo đuổi trong cả nghiên cứu học thuật và trong công nghiệp dẫn đến việc thương mại hóa thành công các máy thu phát quang tích hợp dựa trên silicon kết hợp các thiết bị quang học (bộ điều biến, máy dò, định tuyến) với Điện tử dựa trên CMOS. Các mạch quang tích hợp cũng đang được phát triển, sử dụng trường vật lý mới nổi được gọi là quang tử.

Các mạch tích hợp cũng đang được phát triển cho các ứng dụng cảm biến trong cấy ghép y tế hoặc các thiết bị điện sinh học khác. Các kỹ thuật niêm phong đặc biệt phải được áp dụng trong các môi trường sinh học như vậy để tránh ăn mòn hoặc phân hủy sinh học các vật liệu bán dẫn tiếp xúc.

Kể từ năm 2018, đại đa số các bóng bán dẫn là MOSFE được chế tạo thành một lớp duy nhất ở một bên của một con chip silicon trong quy trình phẳng hai chiều phẳng . Các nhà nghiên cứu đã tạo ra các nguyên mẫu của một số lựa chọn thay thế đầy hứa hẹn, như:

nhiều cách tiếp cận khác nhau để sắp xếp một số lớp bóng bán dẫn để tạo ra mạch tích hợp ba chiều (3DIC), chẳng hạn như silicon thông qua, “3D nguyên khối”, liên kết dây xếp chồng, và các phương pháp khác.

transistor được xây dựng từ các vật liệu khác: transistor graphene, transistor molybdenit, ống nano cacbon transistor hiệu ứng trường, gallium nitride transistor, transistor giống như các thiết bị điện tử dây nano, hữu cơ transistor hiệu ứng trường, vv
chế tạo các bóng bán dẫn trên toàn bộ bề mặt của một quả cầu nhỏ bằng silicon.
sửa đổi đế, thường để tạo ra ” bóng bán dẫn linh hoạt ” cho màn hình linh hoạt hoặc các thiết bị điện tử linh hoạt khác, có thể dẫn đến một máy tính cuộn .

Khi việc sản xuất các bóng bán dẫn nhỏ hơn trở nên khó khăn hơn, các công ty đang sử dụng các mô-đun đa chip, mạch tích hợp ba chiều, 3D NAND, gói trên bao bì và vias qua silicon để tăng hiệu suất và giảm kích thước, mà không phải giảm kích thước của các bóng bán dẫn.

Thiết kế IC

Thiết kế IC

Chi phí thiết kế và phát triển một mạch tích hợp phức tạp là khá cao, thông thường là trong hàng chục triệu đô la. Do đó, việc sản xuất các sản phẩm mạch tích hợp với khối lượng sản xuất cao chỉ có ý nghĩa kinh tế, do đó chi phí kỹ thuật không định kỳ (NRE) được trải đều trên hàng triệu đơn vị sản xuất.

Chip bán dẫn hiện đại có hàng tỷ linh kiện, và quá phức tạp để được thiết kế bằng tay. Công cụ phần mềm để giúp người thiết kế là điều cần thiết. Tự động hóa thiết kế điện tử ( EDA ), còn được gọi là Thiết kế hỗ trợ máy tính điện tử ( ECAD ), là một loại công cụ phần mềm để thiết kế hệ thống điện tử, bao gồm cả các mạch tích hợp. Các công cụ làm việc cùng nhau trong một quy trình thiết kế mà các kỹ sư sử dụng để thiết kế và phân tích toàn bộ chip bán dẫn.

Tự động hóa thiết kế điện tử ( EDA ), còn được gọi là thiết kế hỗ trợ máy tính điện tử ( ECAD ), là một loại công cụ phần mềm để thiết kế các hệ thống điện tử như mạch tích hợp và bảng mạch in . Các công cụ này hoạt động cùng nhau trong một quy trình thiết kế mà các nhà thiết kế chip sử dụng để thiết kế và phân tích toàn bộ chip bán dẫn. Vì một chip bán dẫn hiện đại có thể có hàng tỷ linh kiện, các công cụ EDA rất cần thiết cho thiết kế của chúng.

Bài viết này mô tả EDA đặc biệt liên quan đến các mạch tích hợp (iíc).

Các loại mạch tích hợp

Các loại mạch tích hợp

Các mạch tích hợp có thể được phân loại thành tín hiệu tương tự, kỹ thuật số và tín hiệu hỗn hợp, [63] bao gồm cả tín hiệu tương tự và tín hiệu số trên cùng một iíc.

Tích hợp kỹ thuật số mạch có thể chứa bất cứ nơi nào từ một đến hàng tỷ của các cổng logic, flip-flops, multiplexers, và mạch khác trong một vài milimét vuông. Kích thước nhỏ của các mạch này cho phép tốc độ cao, tản điện thấp và giảm chi phí sản xuất so với tích hợp ở cấp độ bảng. Các IC kỹ thuật số này, điển hình là bộ vi xử lý, DSP và vi điều khiển, hoạt động bằng cách sử dụng đại số boolean để xử lý tín hiệu “một” và “không” .

Các chết từ bộ xử lý Intel 8742, một 8-bit vi điều khiển bao gồm một CPU chạy ở 12 MHz, 128 byte RAM, 2048 byte EPROM, và I / O trong cùng một chip
Trong số các mạch tích hợp tiên tiến nhất là bộ vi xử lý hoặc ” lõi “, điều khiển mọi thứ từ máy tính cá nhân và điện thoại di động đến lò vi sóng kỹ thuật số . Chip bộ nhớ kỹ thuật số và các mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng (ASIC) là ví dụ của các họ mạch tích hợp khác rất quan trọng đối với xã hội thông tin hiện đại .

Trong những năm 1980, các thiết bị logic lập trình được phát triển. Các thiết bị này chứa các mạch có chức năng logic và kết nối có thể được lập trình bởi người dùng, thay vì được cố định bởi nhà sản xuất mạch tích hợp. Điều này cho phép một chip đơn được lập trình để thực hiện các chức năng loại LSI khác nhau như cổng logic, bộ cộng và thanh ghi .

Khả năng lập trình có ít nhất bốn dạng – các thiết bị chỉ có thể được lập trình một lần, các thiết bị có thể bị xóa và sau đó được lập trình lại bằng đèn UV, các thiết bị có thể được lập trình lại bằng bộ nhớ flash và mảng cổng lập trình trường(FPGA) có thể được lập trình bất cứ lúc nào, kể cả trong quá trình hoạt động. Các GPU hiện tại có thể (tính đến năm 2016) thực hiện tương đương với hàng triệu cổng và hoạt động ở tần số lên tới 1 GHz .

IC tương tự, chẳng hạn như cảm biến, mạch quản lý năng lượng và bộ khuếch đại hoạt động (op-amps), hoạt động bằng cách xử lý tín hiệu liên tục . Chúng thực hiện các chức năng tương tự như khuếch đại, lọc tích cực, giải điều chế và trộn . IC tương tự giảm bớt gánh nặng cho các nhà thiết kế mạch bằng cách có sẵn các mạch tương tự được thiết kế chuyên nghiệp thay vì thiết kế và / hoặc xây dựng một mạch tương tự khó khăn từ đầu.

IC cũng có thể kết hợp các mạch tương tự và kỹ thuật số trên một chip đơn để tạo ra các chức năng như bộ chuyển đổi tương tự sang số và bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự . Các mạch tín hiệu hỗn hợp như vậy cung cấp kích thước nhỏ hơn và chi phí thấp hơn, nhưng phải tính toán cẩn thận cho nhiễu tín hiệu.

Trước cuối những năm 1990, radio không thể được chế tạo trong cùng các quy trình CMOS chi phí thấp như các bộ vi xử lý. Nhưng từ năm 1998, một số lượng lớn chip vô tuyến đã được phát triển bằng các quy trình RF CMOS . Ví dụ bao gồm điện thoại không dây DECT của Intel hoặc chip 802.11 ( Wi-Fi ) được tạo bởi Atheros và các công ty khác.

Các nhà phân phối linh kiện điện tử hiện đại thường phân loại thêm các loại mạch tích hợp khổng lồ hiện có:

IC kỹ thuật số được phân loại thêm thành iíc logic, chip bộ nhớ, IC giao diện ( bộ chuyển mức, bộ nối tiếp / giải tuần tự, v.v.), IC quản lý nguồn và thiết bị lập trình .
IC tương tự được phân loại thêm thành IC tuyến tính và iíc tần số vô tuyến (RF).
Các mạch tích hợp tín hiệu hỗn hợp được phân loại phụ thành các iíc thu thập dữ liệu (bao gồm bộ chuyển đổi A / D, bộ chuyển đổi D / A, chiết áp kỹ thuật số ) và IC đồng hồ / thời gian.

Bạn đang xem bài viết IC là gì? Hy vọng qua bài này bạn sẽ hiểu rõ về IC, nguyên lý hoạt động của mạch tích hợp.

 

 

 

Trả lời