Integrated Circuit (IC)

Integrated circuit  atau sirkuit terpadu atau sirkuit terpadu monolitik (juga disebut sebagai IC, chip, atau microchip) adalah seperangkat sirkuit elektronik pada satu piring kecil ("Chip") dari bahan semikonduktor , biasanya silikon . Ini bisa dibuat jauh lebih kecil daripada sirkuit diskrit yang terbuat dari komponen independen.

IC yang digunakan dalam peralatan hampir semua elektronik hari ini dan telah merevolusi dunia elektronik . Komputer , ponsel , dan digital lainnya peralatan rumah sekarang bagian tak terpisahkan dari struktur masyarakat modern, dimungkinkan oleh rendahnya biaya produksi sirkuit terpadu.

IC dapat dibuat sangat kompak, memiliki hingga beberapa miliar transistor dan lain komponen elektronik di daerah ukuran kuku. Lebar setiap baris melakukan di sirkuit (yang lebar garis) dapat dibuat lebih kecil dan lebih kecil karena kemajuan teknologi, pada tahun 2008 turun di bawah 100 nanometer . dan pada 2013 diharapkan berada di puluhan nanometer.

IC yang dimungkinkan oleh penemuan eksperimental yang menunjukkan bahwa alat semikonduktor dapat melakukan fungsi tabung vakum dan dengan kemajuan teknologi abad pertengahan ke-20 dalam pembuatan perangkat semikonduktor . Integrasi sejumlah besar kecil transistor ke dalam sebuah chip kecil merupakan perbaikan besar atas perakitan manual rangkaian diskrit menggunakan komponen elektronik . Sirkuit terpadu produksi massal kemampuan, kehandalan, dan pendekatan bangunan-blok desain sirkuit memastikan adopsi yang cepat dari sirkuit terpadu standar di tempat desain menggunakan transistor diskrit.

Ada dua keuntungan utama IC atas sirkuit diskret : biaya dan kinerja. Biaya rendah karena chip, dengan semua komponen, akan dicetak sebagai sebuah unit oleh fotolitografi bukannya dibangun satu transistor pada suatu waktu. Selanjutnya, bahan apalagi digunakan untuk membangun sebuah paket IC mati daripada untuk membangun sebuah sirkuit diskrit. Kinerja tinggi karena komponen saklar cepat dan mengkonsumsi sedikit daya (dibandingkan dengan rekan-rekan diskrit mereka) sebagai akibat dari ukuran kecil dan dekat dari komponen. Pada 2012, daerah chip khas berkisar dari beberapa milimeter persegi untuk sekitar 450 mm ², dengan sampai 9 juta transistor per mm ².

Kemajuan dalam IC

Di antara sirkuit terpadu yang paling maju adalah mikroprosesor atau "core", yang mengendalikan segala sesuatu dari komputer dan telepon seluler ke digital oven microwave . Digital chip memori dan sirkuit terpadu aplikasi-spesifik (ASIC) s adalah contoh dari keluarga lain sirkuit terpadu yang penting bagi modern masyarakat informasi . 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 yang tinggi karena ukurannya yang kecil memungkinkan jejak pendek yang pada gilirannya memungkinkan rendah daya logika (seperti CMOS ) untuk digunakan pada kecepatan switching cepat.

IC secara konsisten bermigrasi ke ukuran fitur yang lebih kecil selama bertahun-tahun, yang memungkinkan lebih banyak sirkuit untuk dikemas pada setiap chip. Peningkatan kapasitas ini 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 ukuran fitur menyusut, hampir semuanya meningkatkan-biaya per unit dan konsumsi daya switching turun, dan kecepatan naik. Namun, IC dengan nanometer perangkat skala tidak tanpa masalah mereka, kepala sekolah di antaranya adalah kebocoran arus (lihat subthreshold kebocoran untuk diskusi ini), meskipun masalah ini tidak dapat diatasi dan kemungkinan akan diselesaikan atau setidaknya terbantu dengan pengenalan dielektrik high-k . Karena kecepatan dan konsumsi daya ini keuntungan yang jelas bagi pengguna akhir, ada persaingan sengit antara produsen untuk menggunakan geometri lebih halus. Proses ini, dan kemajuan yang diharapkan selama beberapa tahun ke depan, baik dijelaskan oleh International Technology Roadmap untuk Semikonduktor (ITRS).

Dalam proyek-proyek penelitian saat ini, sirkuit terpadu juga dikembangkan untuk sensorik aplikasi dalam implan medis atau lainnya bioelectronic perangkat. Strategi penyegelan tertentu harus diambil dalam lingkungan biogenik tersebut untuk menghindari korosi atau biodegradasi dari bahan semikonduktor terkena.  Sebagai salah satu dari beberapa bahan mapan di CMOS teknologi, titanium nitrida (TiN) ternyata sebagai sangat stabil dan cocok untuk aplikasi elektroda dalam implan medis .