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1.एकीकृत सर्किट जो अर्धचालक चिप की सतह पर निर्मित होते हैं उन्हें पतली-फिल्म एकीकृत सर्किट के रूप में भी जाना जाता है।एक अन्य प्रकार का थिक-फिल्म इंटीग्रेटेड सर्किट (हाइब्रिड इंटीग्रेटेड सर्किट) एक छोटा सर्किट है जिसमें व्यक्तिगत अर्धचालक उपकरण और निष्क्रिय घटक एक सब्सट्रेट या सर्किट बोर्ड में एकीकृत होते हैं।
1949 से 1957 तक, प्रोटोटाइप वर्नर जैकोबी, जेफरी डमर, सिडनी डार्लिंगटन और यासुओ तारुई द्वारा विकसित किए गए थे, लेकिन आधुनिक एकीकृत सर्किट का आविष्कार 1958 में जैक किल्बी द्वारा किया गया था।इसके लिए उन्हें 2000 में भौतिकी में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया, लेकिन रॉबर्ट नॉयस, जिन्होंने उसी समय आधुनिक व्यावहारिक एकीकृत सर्किट भी विकसित किया था, का 1990 में निधन हो गया।
ट्रांजिस्टर के आविष्कार और बड़े पैमाने पर उत्पादन के बाद, सर्किट में वैक्यूम ट्यूब के कार्य और भूमिका को प्रतिस्थापित करते हुए, डायोड और ट्रांजिस्टर जैसे विभिन्न ठोस-अवस्था अर्धचालक घटकों का बड़ी संख्या में उपयोग किया गया।20वीं सदी के मध्य से अंत तक सेमीकंडक्टर निर्माण प्रौद्योगिकी में प्रगति ने एकीकृत सर्किट को संभव बना दिया।व्यक्तिगत असतत इलेक्ट्रॉनिक घटकों का उपयोग करके सर्किट की मैन्युअल असेंबली के विपरीत, एकीकृत सर्किट ने बड़ी संख्या में माइक्रो-ट्रांजिस्टर को एक छोटी चिप में एकीकृत करने की अनुमति दी, जो एक बड़ी प्रगति थी।एकीकृत सर्किट के सर्किट डिजाइन के पैमाने की उत्पादकता, विश्वसनीयता और मॉड्यूलर दृष्टिकोण ने अलग-अलग ट्रांजिस्टर का उपयोग करके डिजाइन करने के बजाय मानकीकृत एकीकृत सर्किट को तेजी से अपनाने को सुनिश्चित किया।
2. अलग-अलग ट्रांजिस्टर की तुलना में एकीकृत सर्किट के दो मुख्य फायदे हैं: लागत और प्रदर्शन।कम लागत इसलिए है क्योंकि चिप्स एक समय में केवल एक ट्रांजिस्टर बनाने के बजाय फोटोलिथोग्राफी द्वारा सभी घटकों को एक इकाई के रूप में प्रिंट करते हैं।उच्च प्रदर्शन घटकों के तेज़ी से स्विच करने और कम ऊर्जा खपत करने के कारण होता है क्योंकि घटक छोटे होते हैं और एक दूसरे के करीब होते हैं।2006 में चिप क्षेत्र कुछ वर्ग मिलीमीटर से लेकर 350 मिमी² तक और प्रति मिमी² दस लाख ट्रांजिस्टर तक देखा गया।
प्रोटोटाइप एकीकृत सर्किट 1958 में जैक किल्बी द्वारा पूरा किया गया था और इसमें एक द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर, तीन प्रतिरोधक और एक संधारित्र शामिल था।
एक चिप पर एकीकृत माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की संख्या के आधार पर, एकीकृत सर्किट को निम्नलिखित श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है।
छोटे पैमाने के इंटीग्रेटेड सर्किट (एसएसआई) में 10 से कम लॉजिक गेट या 100 ट्रांजिस्टर होते हैं।
मीडियम स्केल इंटीग्रेशन (MSI) में 11 से 100 लॉजिक गेट या 101 से 1k ट्रांजिस्टर होते हैं।
बड़े पैमाने पर एकीकरण (एलएसआई) 101 से 1k लॉजिक गेट या 1,001 से 10k ट्रांजिस्टर।
बहुत बड़े पैमाने पर एकीकरण (वीएलएसआई) 1,001~10k लॉजिक गेट या 10,001~100k ट्रांजिस्टर।
अल्ट्रा लार्ज स्केल इंटीग्रेशन (ULSI) 10,001~1M लॉजिक गेट या 100,001~10M ट्रांजिस्टर।
जीएलएसआई (गीगा स्केल इंटीग्रेशन) 1,000,001 या अधिक लॉजिक गेट या 10,000,001 या अधिक ट्रांजिस्टर।
3. एकीकृत परिपथों का विकास
सबसे उन्नत एकीकृत सर्किट माइक्रोप्रोसेसरों या मल्टी-कोर प्रोसेसर के केंद्र में हैं जो कंप्यूटर से लेकर मोबाइल फोन से लेकर डिजिटल माइक्रोवेव ओवन तक सब कुछ नियंत्रित कर सकते हैं।जबकि एक जटिल एकीकृत सर्किट को डिजाइन करने और विकसित करने की लागत बहुत अधिक है, उत्पादों में फैले होने पर प्रति एकीकृत सर्किट की लागत कम हो जाती है जिसे अक्सर लाखों में मापा जाता है।आईसी का प्रदर्शन उच्च है क्योंकि छोटे आकार के परिणामस्वरूप छोटे पथ होते हैं, जिससे कम-शक्ति वाले लॉजिक सर्किट को तेज स्विचिंग गति पर लागू किया जा सकता है।
इन वर्षों में, मैंने छोटे फॉर्म कारकों की ओर बढ़ना जारी रखा है, जिससे प्रति चिप अधिक सर्किट पैक करने की अनुमति मिलती है।इससे प्रति इकाई क्षेत्र क्षमता बढ़ती है, जिससे लागत कम होती है और कार्यक्षमता बढ़ती है, मूर का नियम देखें, जहां एक आईसी में ट्रांजिस्टर की संख्या हर 1.5 साल में दोगुनी हो जाती है।संक्षेप में, लगभग सभी मेट्रिक्स में सुधार होता है क्योंकि फॉर्म फैक्टर कम हो जाते हैं, यूनिट लागत और स्विचिंग बिजली की खपत कम हो जाती है, और गति बढ़ जाती है।हालाँकि, आईसी के साथ भी समस्याएं हैं जो नैनोस्केल उपकरणों को एकीकृत करती हैं, मुख्य रूप से रिसाव धाराएं।परिणामस्वरूप, गति और बिजली की खपत में वृद्धि अंतिम उपयोगकर्ता के लिए बहुत ध्यान देने योग्य है, और निर्माताओं को बेहतर ज्यामिति का उपयोग करने की गंभीर चुनौती का सामना करना पड़ रहा है।इस प्रक्रिया और आने वाले वर्षों में अपेक्षित प्रगति को अर्धचालकों के लिए अंतर्राष्ट्रीय प्रौद्योगिकी रोडमैप में अच्छी तरह से वर्णित किया गया है।
उनके विकास के केवल आधी सदी बाद, एकीकृत सर्किट सर्वव्यापी हो गए और कंप्यूटर, मोबाइल फोन और अन्य डिजिटल उपकरण सामाजिक ताने-बाने का अभिन्न अंग बन गए।ऐसा इसलिए है क्योंकि इंटरनेट सहित आधुनिक कंप्यूटिंग, संचार, विनिर्माण और परिवहन प्रणालियाँ, सभी एकीकृत सर्किट के अस्तित्व पर निर्भर करती हैं।कई विद्वान आईसी द्वारा लाई गई डिजिटल क्रांति को मानव इतिहास की सबसे महत्वपूर्ण घटना मानते हैं, और यह कि आईसी की परिपक्वता डिजाइन तकनीकों और सेमीकंडक्टर प्रक्रियाओं में सफलताओं दोनों के मामले में प्रौद्योगिकी में एक बड़ी छलांग लगाएगी। , ये दोनों आपस में घनिष्ठ रूप से जुड़े हुए हैं।