Hjem > Utstilling > Innhold
Integrert krets IC-utvikling
May 11, 2017

Med den grunnleggende IC som eksisterer, var neste fase av historien i den integrerte kretsutviklingen.

Den måtte utvikle seg fra å være et eksperiment med høy kostnad laboratorium tilgjengelig for noen nisje applikasjoner til en hvor den var tilgjengelig til lav pris og for alle elektronikk arenaer.

Utviklingen av den integrerte kretsen til sin nåværende tilstand av utbredt bruk tok mange år og mye utvikling.

Imidlertid gikk kostnadene gradvis ned, og bruken økte stadig etter hvert som flere produkter ble utviklet for å utnytte IC-teknologien.

Tidlig utvikling

Den tidlige utviklingen i IC-utviklingen var ikke lett. Den høye prisen ga en indikasjon på vanskelighetene som ble oppstått. Utbyttet var et stort problem. Bare en begrenset mengde nøyaktighet var tilgjengelig med de tilgjengelige prosessene på den tiden, og dette betydde at bare en liten del av sjetongene fungerte riktig. Jo mer komplisert brikken, desto mindre er sjansen for at den fungerer. Selv kretser med noen få titalls komponenter ga utbytter på bare 10%.

Det meste av IC-utviklingen på 1960-tallet var viet til å øke avkastningen. Det ble anerkjent at nøkkelen til suksess på dette feltet lå i å kunne produsere ICs økonomisk. Dette kan bare oppnås hvis prosentandelen av arbeidskretsene i en wafer kunne økes betydelig.

De fleste utviklingene og fremskrittene ble gjort i USA på grunn av mengden penger som var tilgjengelig for romforskning.

Til tross for dette gjorde andre land en rekke betydelige fremskritt. Europa var godt oppe med feltet. I Storbritannia var det mye forberedende arbeid som ble gjennomført av Plessey for Royal Radar Establishment. Andre selskaper, inkludert Ferranti, standardtelefoner og kabler (STC) og Mullard (nå en del av Philips, som igjen har endret seg til NXP), ble alle med i IC-klubben. Andre land i Europa så lignende interesse for disse nye enhetene.

Japan, som raskt ble en meget stor kraft i verdensøkonomien, så betydningen av halvlederteknologi. I de fleste områder av forskning fra de første produksjonstransistorene til IC-teknologien var de bare rundt to år bak USA. En av de første japanske selskapene som produserte IC-er, var Nippon Electric Company, NEC, som brakte sine første produkter til markedet i 1965.

Gjennom å realisere store mengder forskning som ville være nødvendig for å få verdensledelse, samarbeidet fem av de største japanske IC-produsentene seg om et felles forskningsprosjekt med regjeringen i 1975. Denne ordningen betalte enorme utbytter som plasserte noen av disse selskapene rett på toppen av tabellene for IC-salg.

Nye IC-teknologier utviklet

Alt det tidlige arbeidet med IC-teknologi hadde blitt gjennomført ved hjelp av bipolar teknologi. Svært snart ble det funnet at varmeavledning var den største faktoren som begrenser utviklingen av ICs størrelse og kompleksitet. Med antall komponenter på en IC som er pakket inn i et meget lite område var varmeproblemer mange størrelsesordener verre enn om kretsen hadde blitt bygget opp ved hjelp av diskrete komponenter.

I utgangspunktet var arbeidet konsentrert om å finne mer effektive måter å fjerne varmen, men dette ga bare begrenset suksess. Det ble snart klart at det var behov for en mer revolusjonerende tilnærming hvis integrasjonsnivåene skulle stige.

Svaret på veien fremover for den integrerte kretsutviklingen kom i form av en ny transistorteknologi. Først produsert i 1963 hadde felt effekt transistor store fordeler ved at porten forbrukte nesten ingen strøm. Kanalen hadde også en relativt lav "på" motstand og en høy "off" motstand. Dette gjorde det ideelt for digitale applikasjoner der dagens forbruk kunne reduseres med mange størrelsesordener.

Texas Instruments var igjen på vei, og de var det første selskapet som lanserte en MOS-enhet på markedet i 1966. Deres første enhet var en binær til desimalomformer, men mange andre fulgte kort tid etterpå.

Ytterligere integrasjonsnivåer

Siden MOS-teknologien i stor grad hadde erobret problemet med varmespredning, lå veien åpen for utvikling av mye høyere nivåer av integrasjon.

Fremgang på dette området med integrert kretsutvikling var svært rask. Bare et år etter at Texas lanserte sin første enhet, tok Fairchild ledelsen ved å produsere en enhet med over tusen transistorer. Chippen var 256 bit RAM, og det var det første store forsøket på å erobre dominansen til det magnetiske kjernehukommelsen som ble brukt i datamaskiner på dette tidspunktet.

Selv om det var en milepæl i halvlederteknologi, var enheten ikke en kommersiell suksess. Chippen var omtrent dobbelt så dyr som det tradisjonelle kjernehukommelsen, og det solgte ikke. Men det viste hvordan halvlederteknologien skulle utvikles. Først da 1 kbit RAM ble lansert, begynte halvleder-enheter å vise en fordel.

Etter hvert som 1970-tallet utviklet seg, ble MOS-teknologien det dominerende formatet for IC-er. Selv om lineære IC-er ble stadig mer populære og chips som den berømte 741 operasjonsforsterkeren ble introdusert, var det MOS-teknologi som dominert markedet. Integrasjonsnivåene fortsatte å øke og nye ideer begynte å utvikle seg i IC-designers sinn