Integrated circuit

Sebuah sirkuit terpadu atau sirkuit terpadu monolitik (juga disebut sebagai IC, chip, atau microchip) adalah sebuah sirkuit elektronik yang diproduksi oleh difusi berpola elemen ke permukaan substrat tipis bahan semikonduktor. Bahan tambahan disimpan dan berpola untuk membentuk interkoneksi antara perangkat semikonduktor.
Sirkuit terintegrasi yang digunakan dalam hampir semua peralatan elektronik hari ini dan telah merevolusi dunia elektronik. Komputer, ponsel, dan peralatan digital lainnya sekarang bagian tak terpisahkan dari struktur masyarakat modern, dimungkinkan oleh rendahnya biaya produksi sirkuit terpadu.
Pengantar
Sintetik detail dari sebuah sirkuit terintegrasi melalui empat lapisan interkoneksi tembaga planarized, turun ke polysilicon (merah muda), sumur (abu-abu), dan substrat (hijau)
IC ini dimungkinkan oleh penemuan-penemuan eksperimental yang menunjukkan bahwa perangkat semikonduktor dapat melakukan fungsi tabung vakum dan pada pertengahan abad ke-20 kemajuan teknologi dalam pembuatan perangkat semikonduktor. Integrasi dari sejumlah besar transistor kecil ke dalam sebuah chip kecil merupakan perbaikan besar atas perakitan manual sirkuit menggunakan komponen elektronik diskrit. Produksi massal sirkuit terpadu yang kemampuan, keandalan, dan bangunan-blok pendekatan untuk merancang sirkuit menjamin adopsi yang cepat dari IC standar di tempat desain menggunakan transistor diskrit.
Ada dua keuntungan utama dari IC lebih dari rangkaian diskrit: biaya dan kinerja. Biaya rendah karena chip, dengan semua komponen mereka, akan dicetak sebagai sebuah unit dengan fotolitografi bukannya dibangun satu transistor pada suatu waktu. Selanjutnya, kurang banyak materi yang digunakan untuk membangun sebuah IC dikemas mati daripada membangun sebuah sirkuit diskrit. Kinerja tinggi karena komponen beralih cepat dan mengkonsumsi daya sedikit (dibandingkan dengan rekan-rekan mereka diskrit) sebagai hasil dari ukuran kecil dan dekat dari komponen. Pada 2006, daerah chip khas berkisar dari beberapa milimeter persegi saja untuk sekitar 350 mm2, dengan sampai 1 juta transistor per mm2.

Terminologi
Sirkuit terpadu awalnya disebut sirkuit elektronik miniatur yang terdiri dari perangkat semikonduktor, serta komponen pasif terikat pada substrat atau papan sirkuit.Konfigurasi ini sekarang sering disebut sebagai sirkuit terpadu hibrida. Sirkuit terpadu telah datang untuk merujuk pada pembangunan sirkuit tunggal-sepotong awalnya dikenal sebagai sirkuit terpadu monolitik.
Penemuan
Perkembangan awal dari sirkuit terintegrasi kembali ke 1949, ketika insinyur Jerman Werner Jacobi (Siemens AG) mengajukan paten untuk perangkat-sirkuit terpadu-seperti memperkuat semikonduktor menampilkan lima transistor pada substrat yang umum diatur dalam 2-tahap pengaturan penguat. Jacobi diungkapkan alat bantu dengar kecil dan murah sebagai aplikasi industri khas patennya. Sebuah penggunaan komersial patennya belum dilaporkan.
Ide dari sirkuit terpadu ini disusun oleh seorang ilmuwan radar bekerja untuk Royal Radar Establishment Departemen Pertahanan Inggris, Geoffrey WA Dummer (1909-2002).Dummer mempresentasikan idenya kepada publik pada Simposium Kemajuan Kualitas Komponen Elektronik di Washington, DC pada 7 Mei 1952 . Dia memberikan banyak simposium publik untuk menyebarkan ide-idenya, dan gagal berusaha untuk membangun seperti sirkuit pada tahun 1956.
Sebuah ide pendahulu IC adalah untuk menciptakan kotak keramik kecil (wafer), masing-masing berisi komponen miniatur tunggal. Komponen kemudian bisa diintegrasikan dan kabel menjadi grid kompak bidimensional atau trimatra. Ide ini, yang tampak sangat menjanjikan di tahun 1957, diusulkan untuk Angkatan Darat AS oleh Jack Kilby, dan menyebabkan Program Micromodule berumur pendek (mirip dengan Tinkertoy Proyek 1951 itu) [5] Namun., Karena proyek ini mendapat momentum, Kilby datang dengan desain, baru yang revolusioner: IC.
Robert Noyce dikreditkan Kurt Lehovec dari Sprague listrik untuk prinsip isolasi pn junction disebabkan oleh aksi dari persimpangan pn bias (diode) sebagai konsep kunci di balik IC. [6]
Jack Kilby adalah sirkuit asli terpadu
Baru dipekerjakan oleh Texas Instruments, Kilby mencatat ide awalnya tentang sirkuit terpadu pada bulan Juli 1958, berhasil menunjukkan contoh terintegrasi pertama bekerja pada September 12, 1958 Dalam aplikasi patennya pada 6 Februari 1959., Kilby menggambarkan perangkat baru sebagai “tubuh bahan semikonduktor … dimana semua komponen dari sirkuit elektronik yang benar-benar terintegrasi ]. Kilby memenangkan 2000 Nobel dalam Fisika untuk bagian tentang penemuan sirkuit terpadu.  bekerja Kilby adalah bernama sebuah Milestone IEEE pada tahun 2009.
Noyce juga datang dengan ide sendiri dari sirkuit terintegrasi setengah tahun kemudian dari Kilby. Chip-Nya memecahkan banyak masalah praktis yang Kilby tidak. Diproduksi di Fairchild Semiconductor, itu terbuat dari silikon, sedangkan Chip Kilby adalah terbuat dari germanium.
Fairchild Semiconductor juga rumah dari gerbang teknologi silikon pertama IC dengan gerbang self-aligned, yang berdiri sebagai dasar dari semua chip komputer CMOS modern. Teknologi ini dikembangkan oleh fisikawan Italia Federico Faggin pada tahun 1968, yang kemudian bergabung dengan Intel dalam rangka untuk mengembangkan Processing Unit pertama Pusat (CPU) pada satu chip (Intel 4004), untuk mana ia menerima National Medal of Technology dan Inovasi tahun 2010 .
Generasi
Pada hari-hari awal sirkuit terpadu, hanya beberapa transistor dapat ditempatkan pada sebuah chip, sebagai skala yang digunakan adalah besar karena teknologi kontemporer, dan hasil manufaktur yang rendah menurut standar sekarang. Sebagai tingkat integrasi itu kecil, desain dilakukan dengan mudah. Selama miliaran waktu, jutaan, dan hari ini,  dari transistor dapat ditempatkan pada satu chip, dan untuk membuat desain yang baik menjadi tugas yang harus direncanakan secara menyeluruh. Hal ini melahirkan metode desain baru.
SSI, MSI dan LSI
Yang pertama yang terintegrasi
sirkuit hanya berisi beberapa transistor. Disebut “skala kecil integrasi” (SSI), sirkuit digital yang berisi transistor berjumlah puluhan disediakan beberapa gerbang logika misalnya, sedangkan IC linear awal seperti Plessey SL201 atau Philips TAA320 memiliki sedikitnya dua transistor. Integrasi Skala Besar Istilah pertama kali digunakan oleh IBM ilmuwan Rolf Landauer saat menjelaskan konsep teoritis [rujukan?], Dari sana muncul istilah untuk SSI, MSI, VLSI, dan ULSI.
SSI sirkuit yang penting untuk proyek ruang angkasa awal, dan proyek-proyek kedirgantaraan membantu menginspirasi perkembangan teknologi. Baik rudal Minuteman dan program Apollo diperlukan komputer digital ringan untuk sistem inersia mereka bimbingan; komputer bimbingan Apollo dipimpin dan termotivasi teknologi-sirkuit terpadu,  sementara rudal Minuteman dipaksa ke produksi massal. Rudal Minuteman berbagai program dan program Angkatan Laut lain yang menyumbang untuk pasar $ 4.000.000 total rangkaian terpadu pada tahun 1962, dan pada 1968, Pemerintah AS ruang dan belanja pertahanan masih menyumbang 37% dari produksi $ 312.000.000 total. Permintaan oleh Pemerintah AS mendukung pasar sirkuit terpadu yang baru lahir sampai biaya turun cukup untuk memungkinkan perusahaan untuk menembus industri dan akhirnya pasar konsumen. Harga rata-rata per sirkuit terpadu turun dari $ 50,00 pada tahun 1962 menjadi USD 2,33 pada tahun 1968 . Terpadu sirkuit mulai muncul dalam produk konsumen dengan pergantian dekade, aplikasi khas yang FM antar-pembawa suara pengolahan penerima televisi.
Langkah berikutnya dalam pengembangan sirkuit terpadu, yang diambil pada akhir tahun 1960, memperkenalkan perangkat yang berisi ratusan transistor pada chip masing-masing, yang disebut “medium-scale integration” (MSI).
Mereka menarik secara ekonomi karena sementara mereka biaya sedikit lebih untuk menghasilkan daripada perangkat SSI, mereka membiarkan sistem yang lebih kompleks untuk diproduksi menggunakan papan sirkuit yang lebih kecil, pekerjaan perakitan kurang (karena lebih sedikit komponen yang terpisah), dan sejumlah keuntungan lain.
Pengembangan lebih lanjut, didorong oleh faktor-faktor ekonomi yang sama, menyebabkan “integrasi skala besar” (LSI) pada pertengahan 1970-an, dengan puluhan ribu transistor per chip.
Sirkuit terpadu seperti 1K-bit RAM, chip kalkulator, dan mikroprosesor pertama, yang mulai diproduksi dalam jumlah moderat pada awal tahun 1970, telah di bawah 4000 transistor. Benar LSI sirkuit, mendekati 10.000 transistor, mulai diproduksi sekitar tahun 1974, untuk kenangan komputer utama dan generasi kedua mikroprosesor. VLSI
Artikel utama: Sangat-integrasi skala besar
Interkoneksi lapisan atas pada mikroprosesor Intel 80486DX2 matiLangkah terakhir dalam proses pembangunan, mulai pada tahun 1980 dan terus berlanjut sampai sekarang, adalah “integrasi skala sangat besar” (VLSI). Pengembangan dimulai dengan ratusan ribu transistor pada awal tahun 1980, dan berlanjut melebihi beberapa miliar transistor sebagai tahun 2009.
Beberapa perkembangan yang diperlukan untuk mencapai hal ini kepadatan meningkat.Produsen pindah ke aturan desain dan fasilitas fabrikasi yang lebih kecil bersih, sehingga mereka bisa membuat chip dengan transistor yang lebih dan mempertahankan hasil yang memadai. Jalur perbaikan proses dan dirangkum oleh International Technology Roadmap untuk Semikonduktor (ITRS). Alat desain meningkat cukup untuk membuat praktis untuk menyelesaikan desain ini dalam waktu yang wajar. Semakin banyak energi CMOS diganti NMOS efisien dan PMOS, menghindari penghalang peningkatan konsumsi daya.Teks-teks yang lebih baik seperti buku tengara oleh Mead dan Conway membantu sekolah mendidik desainer yang lebih, antara faktor-faktor lainnya.
Pada tahun 1986 yang pertama chip RAM megabit diperkenalkan, yang berisi lebih dari satu juta transistor. Chip mikroprosesor melewati tanda transistor juta pada tahun 1989 dan transistor menandai miliar pada tahun 2005 . Tren terus berlanjut terutama, dengan chip diperkenalkan pada tahun 2007 yang berisi puluhan miliar transistor memori.
[Sunting] ULSI, WSI, SOC dan 3D-IC
Untuk mencerminkan pertumbuhan lebih lanjut dari kompleksitas, yang ULSI istilah yang berdiri untuk “ultra-integrasi skala besar” diusulkan untuk chip kompleksitas lebih dari 1 juta transistor.
Wafer-scale integration (WSI) adalah sistem bangunan sangat-besar sirkuit terpadu yang menggunakan seluruh wafer silikon untuk menghasilkan satu “super-chip”. Melalui kombinasi ukuran besar dan kemasan berkurang, WSI bisa menyebabkan biaya secara dramatis berkurang untuk beberapa sistem, terutama besar-besaran superkomputer paralel. Nama ini diambil dari Integrasi Sangat-Besar-Skala panjang, keadaan saat ini seni ketika WSI yang sedang dikembangkan.
Sistem-on-a-Chip (SoC atau SOC) adalah sirkuit terpadu di mana semua komponen yang dibutuhkan untuk komputer atau sistem lainnya yang disertakan pada chip tunggal.Desain alat tersebut dapat menjadi kompleks dan mahal, dan membangun komponen yang berbeda pada satu bagian dari silikon dapat membahayakan efisiensi dari beberapa elemen. Namun, kelemahan ini diimbangi dengan produksi lebih rendah dan biaya perakitan dan dengan power budget sangat berkurang: karena sinyal antara komponen-komponen yang terus-mati, jauh lebih sedikit daya yang dibutuhkan (lihat Kemasan).
Sebuah rangkaian tiga-dimensi terpadu (3D-IC) memiliki dua atau lebih lapisan komponen elektronik aktif yang terintegrasi baik secara vertikal dan horisontal menjadi sebuah sirkuit tunggal. Komunikasi antara lapisan menggunakan on-die sinyal, sehingga konsumsi daya jauh lebih rendah daripada di sirkuit terpisah setara. Bijaksana penggunaan kawat vertikal pendek secara substansial dapat mengurangi panjang kawat keseluruhan untuk operasi lebih cepat.
Kemajuan dalam sirkuit terpadu
Mati dari, Intel 8742 mikrokontroler 8-bit yang mencakup CPU berjalan pada 12 MHz, 128 byte RAM, EPROM 2048 byte, dan I / O dalam chip yang sama
Di antara sirkuit terpadu yang paling maju adalah mikroprosesor atau “core”, yang mengendalikan segala sesuatu dari komputer dan telepon seluler untuk oven microwave digital. Chip memori digital dan ASICS adalah contoh dari keluarga lain dari sirkuit terpadu yang penting bagi masyarakat informasi modern. Sementara biaya merancang dan mengembangkan sirkuit terintegrasi yang kompleks cukup tinggi, ketika tersebar di seluruh biasanya jutaan unit produksi biaya IC individu diminimalkan. Kinerja IC tinggi karena ukuran kecil memungkinkan jejak pendek yang pada gilirannya memungkinkan daya logika rendah (seperti CMOS) untuk digunakan pada kecepatan switching cepat.
IC telah secara konsisten bermigrasi untuk ukuran fitur yang lebih kecil selama bertahun-tahun, memungkinkan sirkuit untuk dikemas lebih pada setiap chip. Ini peningkatan kapasitas per satuan luas dapat digunakan untuk mengurangi biaya dan / atau meningkatkan fungsi-lihat hukum Moore yang dalam interpretasi modern, menyatakan bahwa jumlah transistor dalam sebuah sirkuit terpadu ganda setiap dua tahun. Secara umum, sebagai fitur menyusut ukuran, hampir semuanya meningkatkan-biaya per unit dan konsumsi daya switching turun, dan kecepatan naik. Namun, IC dengan skala nanometer perangkat ini tidak tanpa masalah mereka, kepala sekolah di antaranya adalah kebocoran arus (lihat kebocoran subthreshold untuk diskusi tentang ini), meskipun masalah ini bukan tidak dapat diatasi dan kemungkinan akan diselesaikan atau setidaknya diperbaiki dengan pengenalan high-k dielektrik. Karena keuntungan kecepatan dan konsumsi daya yang jelas kepada pengguna akhir, ada persaingan sengit antara produsen untuk menggunakan geometri yang lebih halus. Proses ini, dan kemajuan yang diharapkan selama beberapa tahun ke depan, baik digambarkan oleh International Technology Roadmap untuk Semikonduktor (ITRS).
Dalam proyek-proyek penelitian saat ini, sirkuit terpadu juga dikembangkan untuk aplikasi sensoric dalam implan medis atau lainnya bioelectronic perangkat. Strategi penyegelan khusus harus diambil di lingkungan biogenik tersebut untuk menghindari korosi atau biodegradasi dari bahan semikonduktor terkena. [16] Sebagai salah satu dari beberapa bahan mapan dalam teknologi CMOS, titanium nitrida (TiN) ternyata sangat stabil dan sebagai cocok untuk aplikasi elektroda dalam implan medis
Sebuah IC CMOS 4000 DIP yangSirkuit terpadu dapat diklasifikasikan menjadi analog, sinyal digital dan dicampur (baik analog dan digital pada chip yang sama).
Sirkuit terpadu digital dapat berisi apa saja dari satu sampai jutaan gerbang logika, flip-flop, multiplexer, dan sirkuit lainnya dalam beberapa milimeter persegi. Ukuran kecil dari sirkuit ini memungkinkan kecepatan tinggi, disipasi daya rendah, dan biaya produksi berkurang dibandingkan dengan papan-tingkat integrasi. IC digital ini, biasanya mikroprosesor, DSP, dan pengendali mikro, bekerja menggunakan matematika biner untuk memproses “satu” dan “nol” sinyal.
Analog IC, seperti sensor, sirkuit manajemen daya, dan amplifier operasional, bekerja dengan pemrosesan sinyal kontinyu. Mereka melakukan fungsi seperti amplifikasi, penyaringan aktif, demodulasi, dan pencampuran. Analog IC meringankan beban pada sirkuit desainer dengan memiliki sirkuit analog dirancang ahli yang tersedia, bukan merancang sebuah sirkuit analog sulit dari awal.
IC juga dapat menggabungkan sirkuit analog dan digital pada satu chip untuk membuat fungsi seperti A / D converter dan D / A converter. Sirkuit tersebut menawarkan ukuran lebih kecil dan biaya yang lebih rendah, tapi hati-hati harus memperhitungkan gangguan sinyal.
Manufaktur
Fabrikasi
Rendering dari sel standar kecil dengan tiga lapisan logam (dielektrik telah dihapus).Pasir berwarna interkoneksi struktur logam, dengan kontak pilar vertikal yang, biasanya busi tungsten. Struktur kemerahan adalah gerbang polysilicon, dan padat di bagian bawah adalah sebagian besar silikon kristal.
Skema struktur sebuah chip CMOS, seperti yang dibangun pada awal 2000-an.Menunjukkan grafik ldd-MISFET pada substrat SOI dengan lima lapisan metallization dan benjolan solder untuk flip-chip ikatan. Hal ini juga menunjukkan bagian untuk FEOL (depan-akhir baris), BEOL (back-end line) dan bagian pertama dari back-end proses.
Semikonduktor dari tabel periodik unsur kimia diidentifikasi sebagai bahan yang paling mungkin untuk tabung vakum solid-state. Dimulai dengan oksida tembaga, melanjutkan ke germanium, maka silikon, bahan secara sistematis dipelajari pada 1940-an dan 1950-an. Hari ini, monocrystals silikon substrat utama yang digunakan untuk IC meskipun beberapa III-V senyawa dari tabel periodik seperti arsenide galium digunakan untuk aplikasi khusus seperti LED, laser, sel surya dan kecepatan tertinggi sirkuit terpadu.Butuh waktu puluhan tahun untuk menciptakan metode sempurna kristal tanpa cacat pada struktur kristal dari material semikonduktor.
IC semikonduktor yang dibuat dalam proses lapisan yang mencakup langkah-langkah proses kunci:
Pencitraan
Endapan
Etsa
Langkah-langkah proses utama yang dilengkapi dengan doping dan pembersihan.
Mono-kristal silikon wafer (atau untuk aplikasi khusus, silikon pada safir atau wafer gallium arsenide) digunakan sebagai substrat. Fotolitografi digunakan untuk menandai area yang berbeda substrat yang akan diolah atau memiliki polysilicon, insulator atau logam (biasanya aluminium) trek disimpan pada mereka.
Sirkuit terpadu yang terdiri dari lapisan tumpang tindih, masing-masing didefinisikan oleh fotolitografi, dan biasanya ditampilkan dalam warna berbeda. Beberapa lapisan menandai di mana berbagai dopan menyebar ke dalam substrat (disebut lapisan difusi), beberapa mendefinisikan mana ion tambahan yang ditanamkan (lapisan implan), beberapa mendefinisikan konduktor (polysilicon atau lapisan logam), dan beberapa menentukan hubungan antara lapisan melakukan ( melalui atau lapisan kontak). Semua komponen yang dibangun dari kombinasi tertentu dari lapisan ini.
Dalam proses CMOS self-aligned, transistor terbentuk lapisan mana pun pintu gerbang (polysilicon atau logam) melintasi lapisan difusi.
Struktur kapasitif, dalam bentuk sangat mirip dengan piring melakukan paralel dari kapasitor listrik tradisional, yang dibentuk sesuai dengan wilayah dari “piring”, dengan bahan isolasi antara pelat. Kapasitor dari berbagai ukuran yang umum pada IC.
Garis berkelok-kelok panjang yang bervariasi kadang-kadang digunakan untuk membentuk on-chip resistor, meskipun sirkuit logika yang paling tidak membutuhkan resistor. Rasio panjang struktur resistif untuk lebar, dikombinasikan dengan perusahaan lembar resistivitas, menentukan resistensi.
Lebih jarang, struktur induktif dapat dibangun sebagai on-chip kecil gulungan, atau simulasi oleh gyrators.
Karena perangkat CMOS hanya menarik arus pada transisi antara logika negara, CMOS mengkonsumsi banyak kurang lancar dari perangkat bipolar.
Sebuah memori akses acak adalah tipe yang paling biasa sirkuit terpadu; kepadatan tertinggi perangkat dengan demikian kenangan, tetapi bahkan sebuah mikroprosesor akan memiliki memori pada chip. (Lihat struktur array biasa di bagian bawah gambar pertama.) Meskipun struktur yang rumit – dengan lebar yang telah menyusut selama beberapa dekade – lapisan tetap jauh lebih tipis dari lebar perangkat. Lapisan bahan yang dibuat seperti sebuah proses fotografi, meskipun gelombang cahaya dalam spektrum terlihat tidak dapat digunakan untuk “mengekspos” lapisan bahan, karena mereka akan terlalu besar untuk fitur. Jadi foton frekuensi yang lebih tinggi (biasanya ultraviolet) digunakan untuk membuat pola untuk setiap lapisan. Karena masing-masing fitur ini sangat kecil, mikroskop elektron adalah alat penting untuk proses insinyur yang mungkin debug suatu proses fabrikasi.
Setiap perangkat diuji sebelum pengemasan menggunakan peralatan tes otomatis (ATE), dalam proses yang dikenal sebagai pengujian wafer, atau wafer menyelidik. Wafer tersebut kemudian dipotong menjadi blok-blok segi empat, masing-masing yang disebut mati. Setiap mati yang baik (jamak dadu, meninggal, atau mati) kemudian dihubungkan ke dalam suatu paket menggunakan kabel aluminium ikatan (atau emas) yang dilas dan / atau thermosonic terikat untuk bantalan, biasanya ditemukan di sekitar tepi mati. Setelah kemasan, perangkat pergi melalui pengujian akhir pada ATE yang sama atau serupa digunakan selama wafer menyelidik. Industri CT scan juga dapat digunakan. Biaya tes dapat account selama lebih dari 25% dari biaya pada produk fabrikasi biaya yang lebih rendah, tetapi dapat diabaikan pada rendah menghasilkan, lebih besar, dan perangkat biaya / atau lebih tinggi.
Pada tahun 2005, sebuah fasilitas fabrikasi (umumnya dikenal sebagai fab semikonduktor) biaya lebih dari $ 1 milyar untuk membangun, [19] karena banyak operasi otomatis. Saat ini, proses yang paling canggih menggunakan teknik-teknik berikut:
Wafer yang sampai 300 mm dengan diameter (lebih luas dari sebuah piring makan umum).
Penggunaan 32 nanometer atau lebih kecil proses manufaktur chip. Intel, IBM, NEC, dan AMD menggunakan ~ 32 nanometer untuk chip CPU mereka. IBM dan AMD memperkenalkan litografi perendaman untuk proses 45 nm mereka [20]
Tembaga interkoneksi di mana kabel tembaga menggantikan aluminium untuk interkoneksi.
Rendah-K dielektrik isolator.
Silikon pada insulator (SOI)
Silikon tegang dalam suatu proses yang digunakan oleh IBM dikenal sebagai silikon tegang langsung pada isolator (SSDOI)
Multigate perangkat seperti tri-gerbang transistor yang diproduksi oleh Intel dari 2011 di 22 nm proses mereka.
Kemasan
Awal buatan Uni Soviet sirkuit terpadu
Sirkuit terpadu awal dikemas dalam kemasan keramik datar, yang terus digunakan oleh militer untuk kehandalan dan ukuran kecil selama bertahun-tahun. Komersial sirkuit kemasan dengan cepat pindah ke paket in-line ganda (DIP), pertama di plastik keramik dan kemudian di. Pada 1980-an jumlah pin VLSI sirkuit melebihi batas praktis untuk kemasan DIP, yang mengarah ke pin grid array (PGA) dan operator Chip leadless (LCC) paket. Permukaan kemasan gunung muncul di awal 1980-an dan menjadi populer di akhir 1980-an, menggunakan lapangan lebih halus memimpin dengan baik mengarah dibentuk sebagai sayap camar atau J-memimpin, sebagaimana dicontohkan oleh garis kecil sirkuit terpadu – pembawa yang menempati suatu daerah tentang 30-50% kurang dari satu DIP setara, dengan ketebalan yang khas adalah 70% lebih sedikit. Paket ini memiliki “sayap camar” mengarah menonjol dari dua sisi panjang dan jarak memimpin 0,050 inci.
Pada akhir 1990-an, plastik kemasan datar quad (PQFP) dan tipis kecil-garis besar paket (TSOP) paket menjadi yang paling umum untuk perangkat jumlah pin yang tinggi, meskipun paket PGA masih sering digunakan untuk high-end mikroprosesor. Intel dan AMD saat ini transisi dari paket PGA pada high-end mikroprosesor ke tanah grid array (LGA) paket.
Kotak bola array (BGA) paket telah ada sejak 1970-an. Flip-Chip Bola paket Grid Array, yang memungkinkan untuk jumlah pin yang jauh lebih tinggi daripada jenis paket lain, dikembangkan pada 1990-an. Dalam paket FCBGA mati dipasang terbalik (membalik) dan terhubung ke bola paket melalui substrat paket yang mirip dengan papan sirkuit cetak-bukan oleh kabel. Paket FCBGA memungkinkan array input-output sinyal (disebut Area-I / O) untuk didistribusikan selama mati seluruh bukannya terbatas pada pinggiran mati.
Jejak keluar dari mati, melalui paket, dan ke dalam papan sirkuit tercetak memiliki sifat listrik yang sangat berbeda, dibandingkan dengan on-chip sinyal. Mereka membutuhkan teknik desain khusus dan memerlukan lebih banyak daya listrik dari sinyal terbatas pada chip itu sendiri.
Ketika meninggal beberapa diletakkan dalam satu paket, hal itu disebut SIP, untuk System Dalam Paket. Ketika meninggal beberapa digabungkan pada substrat kecil, seringkali keramik, itu disebut Modul MCM, atau Multi-Chip. Batas antara MCM besar dan sebuah papan sirkuit kecil dicetak kadang-kadang kabur.
[Sunting] Chip dan pembuatan label tanggal
Kebanyakan sirkuit terpadu yang cukup besar untuk memasukkan informasi identitas mencakup empat bagian umum: nama produsen atau logo, nomor bagian, nomor bagian produksi batch dan / atau nomor seri, dan kode empat-digit yang mengidentifikasi ketika chip itu diproduksi. Sangat kecil mount permukaan bagian teknologi sering menanggung hanya nomor yang digunakan dalam tabel lookup produsen untuk menemukan karakteristik chip.
Tanggal manufaktur umumnya diwakili sebagai tahun dua digit diikuti dengan kode seminggu dua digit, sedemikian rupa sehingga bagian bantalan kode 8341 diproduksi pada minggu 41 tahun 1983, atau sekitar bulan Oktober 1983.Perlindungan hukum layout chip semikonduktor
Artikel utama: tata letak sirkuit terpadu perlindungan desain
Seperti kebanyakan bentuk-bentuk lain dari kekayaan intelektual, desain tata letak IC adalah ciptaan dari pikiran manusia. Mereka biasanya hasil dari investasi yang sangat besar, baik dari segi waktu ahli yang sangat berkualitas, dan finansial. Ada kebutuhan untuk melanjutkan penciptaan tata letak baru-desain yang mengurangi dimensi sirkuit terpadu yang ada dan sekaligus meningkatkan fungsi mereka. Sirkuit terpadu menjadi lebih kecil, semakin sedikit bahan yang dibutuhkan untuk pembuatan, dan ruang yang lebih kecil yang diperlukan untuk mengakomodasi hal itu. Sirkuit terpadu yang digunakan dalam berbagai macam produk, termasuk barang dari penggunaan sehari-hari, seperti jam tangan, televisi, mesin cuci, mobil, dll, serta alat canggih pengolahan data.
Kemungkinan menyalin dengan memotret setiap lapisan sirkuit terpadu dan mempersiapkan untuk produksi photomask berdasarkan foto-foto yang diperoleh adalah alasan utama untuk pengenalan undang-undang untuk perlindungan desain tata letak-.
Sebuah konferensi diplomatik diadakan di Washington, DC, pada tahun 1989, yang mengadopsi Perjanjian tentang HAKI atas Rangkaian Elektronik Terpadu (IPIC Treaty).Perjanjian tentang HAKI dalam hal Sirkuit Terpadu, juga disebut Washington IPIC Treaty atau Perjanjian (yang ditandatangani di Washington pada 26 Mei 1989) saat ini tidak berlaku, tetapi sebagian diintegrasikan ke dalam perjanjian TRIPs.
Hukum nasional yang melindungi desain tata letak IC telah diadopsi di sejumlah negara.Perkembangan lain
Pada 1980-an, perangkat programmable logic dikembangkan. Perangkat ini berisi sirkuit yang logis fungsi dan konektivitas dapat diprogram oleh pengguna, bukannya diperbaiki oleh produsen sirkuit terpadu. Hal ini memungkinkan satu chip untuk diprogram untuk melaksanakan berbagai LSI-jenis fungsi seperti gerbang logika, penambah dan register.Perangkat saat ini disebut field-programmable gate array sekarang dapat menerapkan puluhan ribu sirkuit LSI secara paralel dan beroperasi sampai dengan 1,5 GHz (Achronix memegang rekor kecepatan).
Teknik-teknik disempurnakan oleh industri sirkuit terpadu selama tiga dekade terakhir telah digunakan untuk membuat perangkat mekanik yang sangat kecil didorong oleh listrik menggunakan teknologi yang dikenal sebagai sistem microelectromechanical. Alat ini digunakan dalam berbagai aplikasi komersial dan militer. Contoh aplikasi komersial termasuk proyektor DLP, printer inkjet, dan accelerometers digunakan untuk menyebarkan airbag mobil.
Di masa lalu, radio tidak bisa dibuat dalam biaya-rendah proses yang sama seperti mikroprosesor. Tapi sejak tahun 1998, sejumlah besar chip radio telah dikembangkan menggunakan proses CMOS. Contohnya termasuk telepon DECT nirkabel Intel, atau 802.11 kartu Atheros itu.
Perkembangan masa depan tampaknya mengikuti multi-inti mikroprosesor multi-paradigma, telah digunakan oleh Intel dan AMD dual-core prosesor. Intel baru-baru meluncurkan sebuah prototipe, “tidak untuk komersial dijual” chip yang beruang 80 mikroprosesor. Masing-masing inti mampu menangani tugas secara mandiri dari yang lain. Hal ini dalam menanggapi batas panas-versus-kecepatan yang hendak dicapai dengan menggunakan teknologi transistor yang ada. Desain ini memberikan tantangan baru untuk pemrograman chip. Bahasa pemrograman paralel seperti bahasa pemrograman open-source X10 yang dirancang untuk membantu dengan tugas ini.
Silicon pelabelan dan grafiti
Untuk memungkinkan identifikasi selama produksi chip silikon yang paling akan memiliki nomor seri di salah satu sudut. Hal ini juga umum untuk menambahkan logo produsen.Sejak diciptakan IC, beberapa desainer chip telah digunakan luas permukaan silikon untuk diam-diam, non-fungsional gambar atau kata-kata. Ini kadang-kadang disebut sebagai Seni Chip, Silicon Seni, Silikon Silikon Graffiti atau Mencoret-coret.
kalau mau liat IC TTL klik
http://www.qsl.net/yo5ofh/data_sheets/7400.htm