Caratteristiche dei circuiti integrati
Il circuito integrato (IC) è una delle cose più complesse mai realizzate. Consistono in piccoli quadrati di silicio, impressi con pattern microscopici. I pattern possono contenere centinaia di milioni di transistor, resistori e altre parti elettroniche. Economici e onnipresenti, alimentano i nostri PC, telefoni cellulari e lettori musicali. Rendono tutto, dai forni a microonde alle auto, più efficienti. Mentre i progettisti di chip continuano a migliorare lo stato dell'arte, riescono a inserire più funzionalità in pacchetti sempre più piccoli.
Materiali
I circuiti integrati sono fatti di materiali semiconduttori, che sono a metà strada tra buoni conduttori, come il rame, e isolanti come la plastica. Il silicio è il preferito attuale. Silicio ultrapuro è mescolato con piccole, precise quantità di altri elementi per creare materiali elettronici con caratteristiche diverse.
Packaging
Il chip del circuito integrato è troppo piccolo e delicato per essere maneggiato direttamente. Ogni chip è collegato a un set di minuscoli fili d'oro o alluminio e inserito in un blocco piatto di plastica o ceramica. Il blocco ha pin metallici all'esterno, che portano ai fili all'interno. I pin formano una connessione meccanica ed elettrica solida con altri componenti in un sistema. Il blocco di plastica protegge il chip IC e aiuta a mantenerlo fresco. Il nome del produttore e il numero di parte sono solitamente stampati sulla parte superiore.
Gli IC vengono forniti in una varietà di tipi di package. Chip semplici vengono in un package dual-inline, o DIP. Questi sono rettangoli lunghi con quattro, sette, otto o più pin su ogni lato. Man mano che la complessità del chip è cresciuta, i progettisti hanno aggiunto più pin. Alcuni chip microprocessore hanno centinaia di pin. Questi sono disposti in file ordinate sul fondo del chip.
Dimensioni
La dimensione del chip del circuito integrato vero e proprio varia da 1 mm² a più di 200 mm². Il package di plastica che contiene il chip è qualche volta più grande. Il suo spessore può variare da una frazione di millimetro a pochi millimetri.
Densità
Nel 2009, i transistor su alcuni chip per computer misurano 45 nanometri (miliardesimi di metro) per lato. Questi chip hanno più di 100 milioni di transistor. Dagli anni '60, l'industria dei semiconduttori è riuscita a raddoppiare il numero di transistor su un chip ogni due anni, una tendenza nota come Legge di Moore. Man mano che il conteggio dei transistor aumenta, aumenta anche la funzionalità del chip.
Integrazione
Dispositivi discreti, come transistor e LED, sono fatti di singoli chip di silicio. I circuiti integrati prendono il nome perché combinano molti dispositivi diversi sullo stesso chip. Poiché i transistor su un chip sono così piccoli, molte sotto-funzioni che un tempo erano eseguite da molti chip ora sono fatte da uno solo. Un microcontrollore, ad esempio, incorpora un microprocessore completo, memoria e interfaccia tutto nello stesso dispositivo.