Układy scalone – wielkie wynalazki w małym rozmiarze?

Rozwój elektroniki trwa nieprzerwanie od XVIII wieku. W ciągu całej jej historii dochodziło do wielu zwrotów, które rewolucjonizowały podejście do niektórych zagadnień. Tak było chociażby w przypadku wymyślenia tranzystora oraz pozostałych podstawowych elementów elektronicznych.

Jednym z największych sukcesów okazało się również opracowanie układu scalonego, który pozwolił na połączenie milionów części składowych. Protoplastą tego rozwiązania była lampa próżniowa, która została opracowana w 1926 roku. Teoretyczne podwaliny dla układów scalonych położył Geoffrey Dummer – brytyjski naukowiec. Pierwszymi osobami, którym udało się jednak zaprojektować i zbudować układ scalony był Jack Kilby oraz Robery Noyce. Zrobili to jednak nie jako para naukowców, ale zupełnie od siebie niezależnie. Pierwszy układ scalony ujrzał świat 12 września 1958 roku.

Budowa układów scalonych

Układy scalone mogą być monolityczne lub hybrydowe. Obecnie większe zastosowanie znajdują układy monolityczne, które wykonywane są głównie jako tranzystory. Konieczne jest jednak odpowiednie połączenie ich końcówek. Wyznacznikiem technologicznego zaawansowania procesu oraz gęstości rozmieszczenia elementów składowych jest minimalna długość kanału tranzystora, którą podaje się z reguły w nanometrach. Bardzo często można spotkać się z podobnymi oznaczeniami przy procesorach komputerów – nie bez powodów, ponieważ te liczby odzwierciedlają właśnie w jakiej technologii zostały wykonane układy scalone użyte do jego produkcji. Obecnie produkowane są procesory, które mogą być produkowane nawet w technologii 22 nm. Wraz z rozwojem technologi i doskonaleniem metod wytwarzania możliwe stanie się upakowanie tranzystorów na jeszcze mniejszej powierzchni, co będzie skutkowało wydajnością takich układów scalonych.

Przemysł układów scalonych

Obecnie firmy specjalizujące się w wytwarzaniu układów scalonych są w stanie pochwalić się dochodami rzędów setek miliardów dolarów rocznie. Każdego kolejnego lata ta kwota staje się tylko wyższa, ponieważ pojawia się coraz to większe zapotrzebowanie na te układy. Dawniej stosowane były niemal wyłącznie w komputerach, a teraz znajdują zastosowanie w różnego rodzaju elektronice (przede wszystkim urządzeniach mobilnych). To jak bardzo układy scalone zrewolucjonizowały technologię może świadczyć Nagroda Nobla, która została przyznana w 2000 roku Jackowi Kilbiemu w dziedzinie fizyki za opracowanie pierwszego takiego układu – podkreśla Velcom – dystrybutor elementów elektronicznych.

Układy scalone w przemyśle zbrojeniowym

Zainteresowanie układami scalonymi bardzo szybko zostało wyrażone przez rząd Stanów Zjednoczonych. Zostały one włączone do ich programów balistycznych, gdzie stały się one częścią używanych wtedy rakiet Minuteman. Z tego rozwiązania skorzystała również organizacja NASA, która dzięki układom scalonym pozwoliła wyprawić człowieka na Księżyc. To dobitnie pokazuje, że maleńkie układy scalone były wynalazkiem wielkim, które raz na zawsze zrewolucjonizowały ludzkie życie.