Nouveaux circuits intégrés de puce ic spot d'origine XC7A35T-2FTG256C

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Circuit intégré

Un circuit intégré ou circuit intégré monolithique (également appelé CI, puce ou micropuce) est un ensemble decircuits électroniquessur un petit morceau plat (ou « puce ») desemi-conducteurmatériel, généralementsilicium.Grands nombresde minusculeMOSFET(métal-oxyde-semi-conducteurtransistors à effet de champ) intégrer dans une petite puce.Il en résulte des circuits d'un ordre de grandeur plus petits, plus rapides et moins coûteux que ceux construits à partir de circuits discrets.Composants electroniques.Les ICproduction de massecapacité, fiabilité et approche modulaire deconception de circuits intégrésa assuré l'adoption rapide de circuits intégrés standardisés à la place des conceptions utilisant des circuits intégrés discrets.transistor.Les circuits intégrés sont désormais utilisés dans pratiquement tous les équipements électroniques et ont révolutionné le monde deélectronique.Des ordinateurs,téléphones portableset autreappareils électroménagerssont désormais des éléments inextricables de la structure des sociétés modernes, rendus possibles par la petite taille et le faible coût des circuits intégrés tels que lesprocesseurs informatiquesetmicrocontrôleurs.

Très grande échelle d'intégrationa été rendu pratique grâce aux progrès technologiques dansmétal-oxyde-silicium(MOS)fabrication de dispositifs semi-conducteurs.Depuis leurs origines dans les années 1960, la taille, la vitesse et la capacité des puces ont énormément progressé, grâce aux progrès techniques qui ont permis d'adapter de plus en plus de transistors MOS sur des puces de même taille – une puce moderne peut contenir plusieurs milliards de transistors MOS dans un zone de la taille d’un ongle humain.Ces avancées, qui suivent à peu prèsLa loi de Moore, font que les puces informatiques d’aujourd’hui possèdent des millions de fois la capacité et des milliers de fois la vitesse des puces informatiques du début des années 1970.

Les circuits intégrés présentent deux avantages principaux par rapportcircuits discrets: coût et performance.Le coût est faible car les puces, avec tous leurs composants, sont imprimées en bloc parphotolithographieplutôt que d'être construit un transistor à la fois.De plus, les circuits intégrés en boîtier utilisent beaucoup moins de matériaux que les circuits discrets.Les performances sont élevées car les composants du circuit intégré commutent rapidement et consomment relativement peu d'énergie en raison de leur petite taille et de leur proximité.Le principal inconvénient des circuits intégrés est le coût élevé de leur conception et de la fabrication des composants requis.photomasques.Ce coût initial élevé signifie que les circuits intégrés ne sont commercialement viables que lorsquevolumes de production élevéssont anticipés.

Terminologie[modifier]

Uncircuit intégréest défini comme:^[1]

Circuit dans lequel tout ou partie des éléments du circuit sont inséparablement associés et électriquement interconnectés de sorte qu'il est considéré comme indivisible aux fins de la construction et du commerce.

Les circuits répondant à cette définition peuvent être construits à l'aide de nombreuses technologies différentes, notammenttransistors à couches minces,technologies à couches épaisses, oucircuits intégrés hybrides.Cependant, dans l'usage généralcircuit intégréen est venu à faire référence à la construction de circuit monobloc connue à l'origine sous le nom decircuit intégré monolithique, souvent construit sur une seule pièce de silicium.^[2][3]

Histoire

Une des premières tentatives visant à combiner plusieurs composants dans un seul appareil (comme les circuits intégrés modernes) a été laLoewe 3NFtube à vide des années 1920.Contrairement aux circuits intégrés, il a été conçu dans le but deévasion fiscale, comme en Allemagne, les récepteurs radio étaient soumis à une taxe qui était prélevée en fonction du nombre de supports de tube dont disposait un récepteur radio.Il permettait aux récepteurs radio d'avoir un seul support de tube.

Les premiers concepts de circuit intégré remontent à 1949, lorsque l'ingénieur allemandWerner Jacobi^[4](Siemens AG)^[5]a déposé un brevet pour un dispositif d'amplification à semi-conducteur de type circuit intégré^[6]montrant cinqtransistorsur un substrat commun en trois étapesamplificateurarrangement.Jacobi dévoilé petit et bon marchéprothèses auditivescomme applications industrielles typiques de son brevet.Aucune utilisation commerciale immédiate de son brevet n'a été signalée.

Un autre des premiers partisans du concept étaitGeoffrey Dummer(1909-2002), un scientifique radar travaillant pour leÉtablissement Royal Radardes BritanniquesMinistère de la Défense.Dummer a présenté l'idée au public lors du Symposium sur les progrès en matière de composants électroniques de qualité àWashington DCle 7 mai 1952.^[7]Il donna publiquement de nombreux colloques pour propager ses idées et tenta sans succès de construire un tel circuit en 1956. Entre 1953 et 1957,Sydney Darlingtonet Yasuo Tarui (Laboratoire électrotechnique) proposaient des conceptions de puces similaires dans lesquelles plusieurs transistors pouvaient partager une zone active commune, mais il n'y avait pas deisolation électriquepour les séparer les uns des autres.^[4]

La puce de circuit intégré monolithique a été rendue possible par les inventions duprocessus planaireparJean Hoernietisolation des jonctions p – nparKurt Lehovec.L'invention de Hoerni a été construite surMohamed M. Atallales travaux de sur la passivation de surface, ainsi que les travaux de Fuller et Ditzenberger sur la diffusion des impuretés de bore et de phosphore dans le silicium,Carl Froschet les travaux de Lincoln Derick sur la protection des surfaces, etChih-Tang Sahsur le masquage de diffusion par l'oxyde.^[8]