VLSI

Moderni integrirani krugovi dizajnirani za površinsku montažu.

Sovjetski i strani digitalni mikro krugovi.

Sastavni(engl. Integrated circuit, IC, microcircuit, microchip, silicon chip ili chip), ( mikro)shema (IS, IMS, m/skh), čip, mikročip(Engleski) čip- sliver, chip, chip) - mikroelektronički uređaj - elektronički sklop proizvoljne složenosti, izrađen na poluvodičkom kristalu (ili filmu) i smješten u neodvojivo kućište. Često pod integrirani krug(IC) odnosi se na stvarni kristal ili film s elektroničkim sklopom i po mikrosklop(MS) - IC zatvoren u kućištu. U isto vrijeme, izraz "komponente čipa" znači "komponente za površinsku montažu" za razliku od tradicionalnih komponenti lemljenih kroz rupe. Stoga je ispravnije reći "mikrokrug čipa", što znači mikrokrug za površinsku montažu. Trenutno (godina) većina mikrosklopova proizvodi se u paketima za površinsku montažu.

Priča

Izum mikrosklopova započeo je proučavanjem svojstava tankih oksidnih filmova, koji se očituju u učinku slabe električne vodljivosti pri niskim električnim naponima. Problem je bio u tome što tamo gdje su se dva metala dodirivala nije bilo električnog kontakta ili je bio polarni. Duboko proučavanje ovog fenomena dovelo je do otkrića dioda, a kasnije i tranzistora i integriranih sklopova.

Razine dizajna

• Fizičke - metode implementacije jednog tranzistora (ili male skupine) u obliku dopiranih zona na kristalu.
• Električna shema spoja (tranzistori, kondenzatori, otpornici i dr.).
• Logički - logički sklop (logički pretvarači, ILI-NE, I-NE elementi itd.).
• Razina sklopova i sustava - projektiranje sklopova i sustava (flip-flopovi, komparatori, koderi, dekoderi, ALU, itd.).
• Topološka - topološke fotomaske za izradu.
• Programska razina (za mikrokontrolere i mikroprocesore) - asemblerske upute za programera.

Trenutno se većina integriranih sklopova razvija pomoću CAD-a, što vam omogućuje automatizaciju i značajno ubrzanje procesa dobivanja topoloških fotomaski.

Klasifikacija

Stupanj integracije

Svrha

Integrirani krug može imati kompletnu, koliko god složenu, funkcionalnost - do cijelog mikroračunala (mikroračunala s jednim čipom).

Analogni sklopovi

• Generatori signala
• Analogni množitelji
• Analogni prigušivači i promjenjiva pojačala
• Stabilizatori napajanja
• Preklopni upravljački čipovi napajanja
• Pretvarači signala
• Vremenski sklopovi
• Razni senzori (temperatura, itd.)

Digitalni sklopovi

• Logički elementi
• Pretvarači međuspremnika
• Memorijski moduli
• (Mikro)procesori (uključujući CPU u računalu)
• Mikroračunala s jednim čipom
• FPGA - programabilni logički integrirani sklopovi

Digitalni integrirani krugovi imaju brojne prednosti u odnosu na analogne:

• Smanjena potrošnja energije povezan s uporabom impulsnih električnih signala u digitalnoj elektronici. Prilikom primanja i pretvaranja takvih signala, aktivni elementi elektroničkih uređaja (tranzistori) rade u "ključnom" načinu rada, odnosno tranzistor je ili "otvoren" - što odgovara signalu visoke razine (1), ili "zatvoren". ” - (0), u prvom slučaju pri U tranzistoru nema pada napona, u drugom slučaju kroz njega ne teče struja. U oba slučaja potrošnja energije je blizu 0, za razliku od analognih uređaja, kod kojih su tranzistori većinu vremena u srednjem (otpornom) stanju.
• Visoka otpornost na buku digitalnih uređaja povezana je s velikom razlikom između visoke (na primjer 2,5 - 5 V) i niske (0 - 0,5 V) razine signala. Kod takve smetnje moguća je pogreška kada se visoka razina percipira kao niska i obrnuto, što je malo vjerojatno. Osim toga, u digitalnim uređajima moguće je koristiti posebne kodove koji omogućuju ispravljanje pogrešaka.
• Velika razlika između signala visoke i niske razine i prilično širok raspon njihovih dopuštenih promjena čini digitalnu tehnologiju neosjetljiv do neizbježne disperzije parametara elemenata u integriranoj tehnologiji, eliminirajući potrebu za odabirom i konfiguracijom digitalnih uređaja.

poluvodič Provedba ovih prijedloga tih godina nije mogla uslijediti zbog nedovoljnog razvoja tehnologije.

Krajem 1958. iu prvoj polovici 1959. dogodio se proboj u industriji poluvodiča. Tri čovjeka, predstavnika tri privatne američke korporacije, riješila su tri temeljna problema koji su sprječavali stvaranje integriranih sklopova. Jack Kilby iz Texas Instruments patentirao princip kombinacije, stvorio prve, nesavršene, prototipove IP-a i doveo ih do masovne proizvodnje. Kurt Legovets iz Sprague Electric Company izumio je metodu za električno izoliranje komponenata formiranih na jednom poluvodičkom čipu (izolacija p-n spoja). P–n spoj izolacija)). Robert Noyce iz Fairchild Poluvodič izumio je metodu za električno povezivanje IC komponenti (metalizacija aluminija) i predložio poboljšanu verziju izolacije komponenti temeljenu na najnovijoj planarnoj tehnologiji Jeana Hernija. Jean Hoerni). 27. rujna 1960. bend Jaya Lasta Jay Last) stvoreno na Fairchild Semiconductor prvi radni poluvodič IP temeljen na idejama Noycea i Ernieja. Texas Instruments, koja je bila vlasnik patenta za Kilbyjev izum, pokrenula je patentni rat protiv konkurenata, koji je završio 1966. godine globalnim sporazumom o tehnologijama unakrsnog licenciranja.

Rani logički IC-ovi spomenute serije bili su doslovno građeni od standard komponente čije su veličine i konfiguracije određene tehnološkim procesom. Dizajneri sklopova koji su dizajnirali logičke IC-ove određene obitelji radili su s istim standardnim diodama i tranzistorima. Godine 1961.-1962 vodeći razvojni programer razbio je paradigmu dizajna Sylvania Tom Longo, po prvi put koristi različite IC-ove u jednom konfiguracije tranzistora ovisno o njihovim funkcijama u krugu. Krajem 1962. god Sylvania lansirao prvu obitelj tranzistor-tranzistor logike (TTL) koju je razvio Longo - povijesno prvi tip integrirane logike koji se uspio učvrstiti na tržištu na duže vrijeme. U analognom strujnom krugu, proboj ove razine napravljen je 1964.-1965. od strane razvijača operacijskih pojačala Fairchild Bob Vidlar.

Prvi domaći mikro krug stvoren je 1961. u TRTI (Taganrog Radio Engineering Institute) pod vodstvom L. N. Kolesova. Ovaj događaj privukao je pozornost znanstvene zajednice u zemlji, a TRTI je odobren kao lider u sustavu Ministarstva visokog obrazovanja na problemu stvaranja visoko pouzdane mikroelektroničke opreme i automatizacije njezine proizvodnje. Sam L.N. Kolesov imenovan je predsjednikom Koordinacijskog vijeća za ovaj problem.

Prvi hibridni integrirani krug debelog filma u SSSR-u (serija 201 "Trail") razvijen je 1963.-65. u Istraživačkom institutu za preciznu tehnologiju ("Angstrem"), masovna proizvodnja od 1965. U razvoju su sudjelovali stručnjaci iz NIEM-a (sada Argon Scientific Research Institute).

Prvi poluvodički integrirani sklop u SSSR-u stvoren je na temelju planarne tehnologije, razvijen početkom 1960. u NII-35 (tada preimenovanom u Pulsar Research Institute) od strane tima koji je kasnije prebačen u NIIME (Mikron). Stvaranje prvog domaćeg silikonskog integriranog kruga bilo je koncentrirano na razvoj i proizvodnju uz vojno prihvaćanje serije integriranih silicijskih krugova TS-100 (37 elemenata - ekvivalent složenosti sklopa flip-flopa, analognog američkom IC serije S N-51 tvrtka Texas Instruments). Uzorci prototipa i proizvodni uzorci silicijskih integriranih sklopova za reprodukciju dobiveni su iz SAD-a. Radovi su obavljeni u NII-35 (direktor Trutko) i Fryazino Semiconductor Plant (direktor Kolmogorov) prema obrambenom nalogu za korištenje u autonomnom visinomjeru za sustav navođenja balističkih projektila. Razvoj je uključivao šest standardnih integriranih silicijskih planarnih sklopova serije TS-100 i, uz organizaciju pilot proizvodnje, trajao je tri godine u NII-35 (od 1962. do 1965.). Trebale su još dvije godine da se razvije tvornička proizvodnja s vojnim prihvaćanjem u Fryazinu (1967.).

Paralelno, rad na razvoju integriranog kruga odvijao se u središnjem dizajnerskom birou u tvornici poluvodičkih uređaja u Voronežu (sada -). Godine 1965., tijekom posjeta VZPP-u ministra elektroničke industrije A.I. Shokina, tvornica je dobila upute za provedbu istraživačkih radova na stvaranju silicij monolitnog kruga - R&D "Titan" (Ministarska naredba br. 92 od 16. kolovoza 1965), koji je dovršen prije roka i dovršen do kraja godine. Tema je uspješno predana Državnoj komisiji, a serija od 104 diodno-tranzistorska logička mikrosklopa postala je prvo fiksno postignuće u području mikroelektronike čvrstog stanja, što se odrazilo na naredbu MEP-a br. 403 od 30. prosinca 1965.

Razine dizajna

Trenutno (2014.), većina integriranih sklopova dizajnirana je pomoću specijaliziranih CAD sustava, koji omogućuju automatizaciju i značajno ubrzanje proizvodnih procesa, na primjer, dobivanje topoloških fotomaski.

Klasifikacija

Stupanj integracije

Ovisno o stupnju integracije koriste se sljedeći nazivi integriranih sklopova:

• mali integrirani krug (MIS) - do 100 elemenata po čipu,
• srednji integrirani krug (SIS) - do 1000 elemenata po čipu,
• veliki integrirani krug (LSI) - do 10 tisuća elemenata po čipu,
• ultra-veliki integrirani krug (VLSI) - više od 10 tisuća elemenata u kristalu.

Ranije su se također koristili sada zastarjeli nazivi: ultra-veliki integrirani krug (ULSI) - od 1-10 milijuna do 1 milijarde elemenata u kristalu i, ponekad, giga-veliki integrirani krug (GBIC) - više od 1 milijarde elemenata u kristalu. Trenutno, u 2010-ima, nazivi "UBIS" i "GBIS" praktički se ne koriste, a svi mikro krugovi s više od 10 tisuća elemenata klasificirani su kao VLSI.

Tehnologija proizvodnje

• Poluvodički čip - svi elementi i međuelementne veze izvedene su na jednom poluvodičkom kristalu (npr. silicij, germanij, galijev arsenid, hafnijev oksid).

• Filmski integrirani krug - svi elementi i međuelementne veze izvedeni su u obliku filmova:
  • debeli sloj integriranog kruga;
  • integrirani krug tankog filma.
• Hibridni čip (često se naziva mikrosklop), sadrži nekoliko dioda, tranzistora i/ili drugih elektronskih aktivnih komponenti. Mikrosklop također može uključivati ​​nezapakirane integrirane krugove. Komponente pasivnog mikrosklopa (otpornici, kondenzatori, induktori) obično se proizvode pomoću tehnologije tankog ili debelog filma na zajedničkoj, obično keramičkoj podlozi hibridnog čipa. Cijeli supstrat s komponentama smješten je u jedno zatvoreno kućište.
• Mješoviti mikrokrug - osim poluvodičkog kristala sadrži tankoslojne (debeloslojne) pasivne elemente smještene na površini kristala.

Vrsta obrađenog signala

Tehnologije proizvodnje

Vrste logike

Glavni element analognih mikro krugova su tranzistori (bipolarni ili s efektom polja). Razlika u tehnologiji proizvodnje tranzistora značajno utječe na karakteristike mikro krugova. Stoga je tehnologija proizvodnje često naznačena u opisu mikro kruga, čime se naglašavaju opće karakteristike svojstava i mogućnosti mikro kruga. Moderne tehnologije kombiniraju bipolarne tehnologije i tehnologije tranzistora s efektom polja kako bi se postigle poboljšane performanse mikrosklopova.

• Mikrokrugovi temeljeni na unipolarnim (poljskim) tranzistorima su najekonomičniji (u smislu potrošnje struje):
  • MOS logika (logika metal-oksid-poluvodič) - mikrosklopovi se formiraju od tranzistora s efektom polja n-MOS ili str-MOS vrsta;
  • CMOS logika (komplementarna MOS logika) - svaki logički element mikrokruga sastoji se od para komplementarnih (komplementarnih) tranzistora s efektom polja ( n-MOS i str-OTRTI).
• Mikrokrugovi temeljeni na bipolarnim tranzistorima:
  • RTL - logika otpornik-tranzistor (zastarjela, zamijenjena TTL-om);
  • DTL - diodno-tranzistorska logika (zastarjela, zamijenjena TTL-om);
  • TTL - tranzistor-tranzistor logika - mikrosklopovi su napravljeni od bipolarnih tranzistora s višeemiterskim tranzistorima na ulazu;
  • TTLSh - tranzistor-tranzistor logika sa Schottky diodama - poboljšani TTL koji koristi bipolarne tranzistore sa Schottky efektom;
  • ECL - emitter-coupled logic - na bipolarnim tranzistorima, čiji je način rada odabran tako da ne ulaze u način zasićenja - što značajno povećava performanse;
  • IIL - integralna logika ubrizgavanja.
• Mikrosklopovi koji koriste i tranzistore s efektom polja i bipolarne tranzistore:

Koristeći isti tip tranzistora, čipovi se mogu izraditi različitim metodologijama, poput statičke ili dinamičke.

CMOS i TTL (TTLS) tehnologije najčešći su logički čipovi. Tamo gdje je potrebno uštedjeti na potrošnji struje koristi se CMOS tehnologija, gdje je bitnija brzina i nije potrebna ušteda na potrošnji koristi se TTL tehnologija. Slaba točka CMOS mikro krugova je njihova ranjivost na statički elektricitet - samo dodirnite izlaz mikro kruga rukom i njegov integritet više nije zajamčen. Razvojem TTL i CMOS tehnologija, parametri mikrosklopova su sve bliži i kao rezultat toga, npr. serija mikrosklopova 1564 izrađena je pomoću CMOS tehnologije, a funkcionalnost i smještaj u kućište slični su TTL tehnologiji.

Mikrosklopovi proizvedeni ESL tehnologijom su najbrži, ali i energetski najtrošljiviji, a korišteni su u proizvodnji računalne opreme u slučajevima kada je najvažniji parametar bila brzina izračuna. U SSSR-u su najproduktivnija računala tipa ES106x proizvedena na ESL mikro krugovima. Danas se ova tehnologija rijetko koristi.

Tehnološki proces

U proizvodnji mikrosklopova koristi se metoda fotolitografije (projekcija, kontakt itd.), u kojoj se sklop formira na podlozi (obično siliciju) dobivenoj rezanjem pojedinačnih kristala silicija dijamantnim diskovima na tanke pločice. Zbog malih linearnih dimenzija elemenata mikrokruga, napuštena je upotreba vidljive svjetlosti, pa čak i bliskog ultraljubičastog zračenja za osvjetljenje.

Sljedeći procesori proizvedeni su korištenjem UV zračenja (ArF excimer laser, valna duljina 193 nm). U prosjeku su vodeći u industriji uvodili nove tehnološke procese prema ITRS planu svake 2 godine, udvostručavajući broj tranzistora po jedinici površine: 45 nm (2007.), 32 nm (2009.), 22 nm (2011.), započela je proizvodnja 14 nm u 2014., razvoj 10 nm procesa očekuje se oko 2018.

U 2015. godini postojale su procjene da će se uvođenje novih tehnoloških procesa usporiti.

Kontrola kvalitete

Za kontrolu kvalitete integriranih sklopova naširoko se koriste tzv. ispitne strukture.

Svrha

Integrirani krug može imati kompletnu, koliko god složenu, funkcionalnost - do cijelog mikroračunala (mikroračunala s jednim čipom).

Analogni sklopovi

• Filtri (uključujući piezoelektrični učinak).
• Analog množitelji.
• Analogni prigušivači i promjenjiva pojačala.
• Stabilizatori napajanja: stabilizatori napona i struje.
• Upravljački mikrosklopovi sklopnog napajanja.
• Pretvarači signala.
• Sinkronizacijski krugovi.
• Razni senzori (na primjer, temperatura).

Digitalni sklopovi

• Pretvarači međuspremnika
• (Mikro)procesori (uključujući CPU za računala)
• Čipovi i memorijski moduli
• FPGA (programabilni logički integrirani sklopovi)

Digitalni integrirani krugovi imaju brojne prednosti u odnosu na analogne:

• Smanjena potrošnja energije povezan s uporabom impulsnih električnih signala u digitalnoj elektronici. Prilikom primanja i pretvaranja takvih signala, aktivni elementi elektroničkih uređaja (tranzistori) rade u "ključnom" načinu rada, odnosno tranzistor je ili "otvoren" - što odgovara signalu visoke razine (1), ili "zatvoren". ” - (0), u prvom slučaju pri U tranzistoru nema pada napona, u drugom slučaju kroz njega ne teče struja. U oba slučaja potrošnja energije je blizu 0, za razliku od analognih uređaja, kod kojih su tranzistori većinu vremena u srednjem (aktivnom) stanju.
• Visoka otpornost na buku digitalnih uređaja povezana je s velikom razlikom između visoke (na primjer, 2,5-5 V) i niske (0-0,5 V) razine signala. Pogreška stanja moguća je pri takvoj razini smetnji da se visoka razina tumači kao niska i obrnuto, što je malo vjerojatno. Osim toga, u digitalnim uređajima moguće je koristiti posebne kodove koji omogućuju ispravljanje pogrešaka.
• Velika razlika u razinama stanja signala visoke i niske razine (logička "0" i "1") i prilično širok raspon njihovih dopuštenih promjena čini digitalnu tehnologiju neosjetljivom na neizbježnu disperziju parametara elemenata u integriranoj tehnologiji, eliminira potreba za odabirom komponenti i konfiguracijom elemenata za podešavanje u digitalnim uređajima.

Analogno-digitalni sklopovi

• digitalno-analogni (DAC) i analogno-digitalni pretvarači (ADC);
• primopredajnici (na primjer, pretvarač sučelja Ethernet);
• modulatori i demodulatori;
  • radio modemi
  • teletekst, VHF radio dekoderi teksta
  • Brzi Ethernet i optički primopredajnici
  • Dial-up modemi
  • digitalni TV prijemnici
  • senzor optičkog miša
• mikrosklopovi za napajanje elektroničkih uređaja - stabilizatori, pretvarači napona, sklopke za napajanje itd.;
• digitalni atenuatori;
• sklopovi s fazno zaključanom petljom (PLL);
• generatori i regulatori frekvencije sinkronizacije sata;
• bazni matrični kristali (BMC): sadrži analogne i digitalne sklopove;

Serija čipova

Analogni i digitalni mikrosklopovi proizvode se u serijama. Serija je skupina mikro krugova koji imaju jedan dizajn i tehnološki dizajn i namijenjeni su zajedničkoj uporabi. Mikrosklopovi iste serije, u pravilu, imaju iste napone napajanja i usklađeni su u pogledu ulaznih i izlaznih otpora i razina signala.

Kućišta

Konkretna imena

Pravna zaštita

Rusko zakonodavstvo pruža pravnu zaštitu topologijama integriranih krugova. Topologija integriranog kruga je prostorno-geometrijski raspored skupa elemenata integriranog kruga i veza između njih zabilježen na materijalnom mediju (čl. 1448.

integrirani krug (IC) je mikroelektronički proizvod koji obavlja funkcije pretvorbe i obrade signala, a karakterizira ga gusto pakiranje elemenata tako da sve veze i veze između elemenata čine jedinstvenu cjelinu.

Sastavni dio IC-a su elementi koji djeluju kao električni i radioelementi (tranzistori, otpornici i sl.) i ne mogu se izdvojiti kao samostalni proizvodi. U tom slučaju, IC elementi koji obavljaju funkcije pojačanja ili druge pretvorbe signala (diode, tranzistori itd.) nazivaju se aktivnim, a elementi koji ostvaruju linearnu prijenosnu funkciju (otpornici, kondenzatori, induktori) nazivaju se pasivnim.

Klasifikacija integriranih sklopova:

Po načinu proizvodnje:

Prema stupnju integracije.

Stupanj integracije informacijskog sustava pokazatelj je složenosti, karakteriziran brojem elemenata i komponenti koje sadrži. Stupanj integracije određen je formulom

gdje je k koeficijent koji određuje stupanj integracije, zaokružen na najbliži veći cijeli broj, a N je broj elemenata i komponenti uključenih u IS.

Za kvantitativno opisivanje stupnja integracije često se koriste sljedeći izrazi: ako je k ? 1, IC se naziva jednostavnim IC ako je 1< k ? 2 - средней ИС (СИС), если 2 < k ? 4 - большой ИС (БИС), если k ?4 - сверхбольшой ИС (СБИС).

Osim stupnja integracije, kao gustoća pakiranja elemenata koristi se još jedan pokazatelj - broj elemenata (najčešće tranzistora) po jedinici površine kristala. Ovaj pokazatelj uglavnom karakterizira razinu tehnologije, trenutno je više od 1000 elemenata / mm 2.

Filmski integrirani krugovi- to su integrirani krugovi, čiji su elementi naneseni na površinu dielektrične baze u obliku filma. Njihova je osobitost da ne postoje u svom čistom obliku. Koriste se samo za izradu pasivnih elemenata - otpornika, kondenzatora, vodiča, induktora.

Riža. 1. Struktura filmskog hibridnog IC-a: 1, 2 - donja i gornja ploča kondenzatora, 3 - dielektrični sloj, 4 - žična spojna sabirnica, 5 - montirani tranzistor, 6 - filmski otpornik, 7 - pin terminal, 8 - dielektrična podloga

Hibridni IC su tankoslojni mikrosklopovi koji se sastoje od pasivnih elemenata (otpornici, kondenzatori, jastučići) i diskretnih aktivnih elemenata (diode, tranzistori). Hibridni IC prikazan na sl. 1, je dielektrični supstrat s filmskim kondenzatorima i otpornicima nanesenim na njega i pričvršćenim montiranim tranzistorom, čija je baza spojena na gornju ploču kondenzatora sabirnicom u obliku vrlo tanke žice.

U poluvodičkim IC Svi elementi i međuelementne veze izvedene su u masi i na površini poluvodičkog kristala. Poluvodički IC su ravni poluvodički kristal (supstrat), u čijem se površinskom sloju, različitim tehnološkim tehnikama, formiraju lokalna područja ekvivalentna elementima električnog kruga (diode, tranzistori, kondenzatori, otpornici itd.), ujedinjena duž površinu filmskim metalnim vezama (međusobnim vezama).

Supstrati poluvodičkih IC-ova su okrugle pločice od silicija, germanija ili galijevog arsenida, promjera 60 - 150 mm i debljine 0,2 - 0,4 mm.

Poluvodički supstrat je grupni izradak (slika 2), na kojem se istovremeno izrađuje veliki broj IC-ova.

Riža. 2. Skupna silicijska pločica: 1 - osnovni rez, 2 - pojedinačni kristali (čipovi)

Nakon završetka glavnih tehnoloških operacija, reže se na dijelove - kristale 2, koji se nazivaju i čips. Dimenzije stranica kristala mogu biti od 3 do 10 mm. Osnovni rez 1 ploče služi za orijentaciju tijekom različitih tehnoloških procesa.

Strukture elemenata poluvodičkog IC - tranzistora, diode, otpornika i kondenzatora, proizvedenih odgovarajućim dopiranjem lokalnih dijelova poluvodiča metodama planarne tehnologije, prikazane su na sl. 3, a-d. Planarna tehnologija karakterizirana je činjenicom da su svi terminali IC elemenata smješteni u istoj ravnini na površini i istovremeno su spojeni u električni krug tankoslojnim interkonekcijama. Kod planarne tehnologije provodi se skupna obrada, odnosno tijekom jednog tehnološkog procesa proizvodi se veliki broj IC-ova na podlogama, što osigurava visoku proizvodnost i učinkovitost, a omogućuje i automatizaciju proizvodnje.

Riža. 3. Strukture elemenata poluvodičkog IC: a - tranzistor, b - dioda, c - otpornik, d - kondenzator, 1 - tankoslojni kontakt, 2 - dielektrični sloj, H - emiter; 4 - baza, 5 - kolektor, 6 - katoda, 7 - anoda, 8 - izolacijski sloj; 9 - otporni sloj, 10 - izolacijski sloj, 11 - ploča, 12, 14 - gornja i donja elektroda kondenzatora, 13 - dielektrični sloj

U kombiniranim IC-ovima(Sl. 4), koji su varijanta poluvodičkih, stvaraju poluvodičke i tankoslojne elemente na silicijskoj podlozi. Prednost ovih sklopova je u tome što je tehnološki teško proizvesti otpornike zadanog otpora u čvrstom tijelu, budući da on ne ovisi samo o debljini dopiranog sloja poluvodiča, već i o raspodjeli otpora po debljini. Podešavanje otpora na nazivnu vrijednost nakon proizvodnje otpornika također predstavlja značajne poteškoće. Poluvodički otpornici imaju primjetnu temperaturnu ovisnost, što komplicira razvoj IC-a.

Riža. 4. Struktura kombiniranog IC-a: 1 - film silicijevog dioksida, 2 - dioda, 3 - spojevi filma unutar strujnog kruga, 4 - tankoslojni otpornik, 5, 6, 7 - gornja i donja elektroda tankoslojnog kondenzatora i dielektrika, 8 - tankoslojni kontakti, 9 - tranzistor, 10 - silicijska pločica.

Osim toga, također je vrlo teško stvoriti kondenzatore u čvrstim tijelima. Kako bi se povećale vrijednosti otpornika i kondenzatora poluvodičkih integriranih sklopova i poboljšale karakteristike njihove izvedbe, razvijena je kombinirana tehnologija temeljena na tehnologiji tankog filma koja se naziva tehnologija međusobno povezanih krugova. U ovom slučaju, aktivni elementi IC (eventualno neki otpornici koji nisu kritični u smislu nominalnog otpora) se proizvode u tijelu silicijevog kristala metodom difuzije, a zatim se pasivni elementi - otpornici, kondenzatori i međuspojevi - nastalih vakuumskim taloženjem filmova (kao kod filmskih IC).

Baza elektroničkih elemenata razvija se sve bržim tempom. Svaka generacija, koja se pojavila u određenom trenutku, nastavlja se poboljšavati u najopravdanijim smjerovima. Razvoj elektroničkih proizvoda iz generacije u generaciju ide u smjeru njihove funkcionalne složenosti, povećanja pouzdanosti i vijeka trajanja, smanjenja ukupnih dimenzija, težine, troškova i potrošnje energije, pojednostavljenja tehnologije i poboljšanja parametara elektroničke opreme.

Pojava mikroelektronike kao samostalne znanosti postala je moguća zahvaljujući korištenju bogatog iskustva i temelja industrije koja proizvodi diskretne poluvodičke elemente. Međutim, kako se poluvodička elektronika razvijala, postala su jasna ozbiljna ograničenja u korištenju elektroničkih fenomena i sustava temeljenih na njima. Stoga mikroelektronika nastavlja napredovati velikom brzinom kako u smjeru poboljšanja integrirane tehnologije poluvodiča tako iu smjeru korištenja novih fizikalnih fenomena. radio elektronički integrirani krug

Proizvodi mikroelektronike: integrirani krugovi različitih stupnjeva integracije, mikrosklopovi, mikroprocesori, mini i mikroračunala - omogućili su projektiranje i industrijsku proizvodnju funkcionalno složene radijske i računalne opreme, koja se od opreme prethodnih generacija razlikuje po boljem parametrima, većoj pouzdanosti i vijeku trajanja, kraćoj potrošnji energije i trošku. Oprema koja se temelji na proizvodima mikroelektronike naširoko se koristi u svim područjima ljudske djelatnosti.

Mikroelektronika doprinosi stvaranju sustava računalno potpomognutog dizajna, industrijskih robota, automatiziranih i automatskih proizvodnih linija, komunikacijske opreme i još mnogo toga.

Prva razina

Prva faza uključivala je izum žarulje sa žarnom niti 1809. godine od strane ruskog inženjera Ladygina.

Otkriće njemačkog znanstvenika Browna 1874. ispravljačkog učinka u kontaktima metala i poluvodiča. Korištenje ovog efekta od strane ruskog izumitelja Popova za otkrivanje radio signala omogućilo mu je stvaranje prvog radio prijemnika. Datumom izuma radija smatra se 7. svibnja 1895., kada je Popov održao referat i demonstraciju na sastanku odjela za fiziku Ruskog fizikalno-kemijskog društva u St. Petersburgu. U različitim zemljama se razvijaju i istražuju različiti tipovi jednostavnih i pouzdanih detektora visokofrekventnih vibracija - detektora.

Druga faza

Druga faza u razvoju elektronike započela je 1904. godine, kada je engleski znanstvenik Fleming konstruirao električnu vakuumsku diodu. Uslijedio je izum prve pojačalne cijevi, triode, 1907. godine.

1913. - 1919. bilo je razdoblje brzog razvoja elektroničke tehnologije. Godine 1913. njemački inženjer Meissner razvio je sklop za cijevni regenerativni prijemnik i pomoću triode dobio neprigušene harmonijske oscilacije.

U Rusiji je prve radiocijevi proizveo 1914. godine u Sankt Peterburgu Nikolaj Dmitrijevič Papaleksi, konzultant Ruskog društva za bežičnu telegrafiju, budući akademik Akademije znanosti SSSR-a.

Treća faza

Treće razdoblje u razvoju elektronike je razdoblje stvaranja i implementacije diskretnih poluvodičkih elemenata, koje počinje izumom točka-točka tranzistora. Godine 1946. u telefonskom laboratoriju Bell osnovana je grupa pod vodstvom Williama Shockleya koja je provela istraživanje svojstava poluvodiča na siliciju i Njemačkoj. Grupa je provela i teorijska i eksperimentalna istraživanja fizičkih procesa na sučelju između dvaju poluvodiča s različitim vrstama električne vodljivosti. Kao rezultat toga, izumljeni su poluvodički uređaji s tri elektrode - tranzistori. Ovisno o broju nositelja naboja tranzistori se dijele na:

• - unipolarni (poljski), gdje su korišteni unipolarni mediji.
• - bipolarni, gdje su korišteni različiti nositelji polariteta (elektroni i šupljine).

Izum tranzistora bio je značajna prekretnica u povijesti elektronike pa su njegovi autori John Bardeen, Walter Brattain i William Shockley dobili Nobelovu nagradu za fiziku za 1956. godinu.

Pojava mikroelektronike

Pojavom bipolarnih tranzistora s efektom polja počele su se ostvarivati ​​ideje za razvoj malih računala. Na njihovoj osnovi počeli su stvarati ugrađene elektroničke sustave za zrakoplovnu i svemirsku tehnologiju. Budući da su ovi uređaji sadržavali tisuće pojedinačnih elektroradio elemenata i da ih je stalno bilo potrebno sve više i više, pojavile su se tehničke poteškoće. Povećanjem broja elemenata elektroničkih sustava bilo je praktički nemoguće osigurati njihovu operativnost odmah nakon montaže, au budućnosti i pouzdanost sustava. Problem kvalitete instalacijskih i montažnih radova postao je glavni problem proizvođača u osiguravanju operativnosti i pouzdanosti radio-elektroničkih uređaja. Rješenje problema međusobnog povezivanja bilo je preduvjet za nastanak mikroelektronike. Prototip budućih mikrosklopova bila je tiskana ploča u kojoj su svi pojedinačni vodiči spojeni u jednu cjelinu i proizvedeni istovremeno grupnom metodom jetkanjem bakrene folije s ravninom dielektrika folije. Jedina vrsta integracije u ovom slučaju su vodiči. Iako uporaba tiskanih pločica ne rješava problem minijaturizacije, rješava problem povećanja pouzdanosti međusobnih veza. Tehnologija izrade tiskanih pločica ne omogućuje istovremenu proizvodnju drugih pasivnih elemenata osim vodiča. Zbog toga se tiskane ploče nisu razvile u integrirane sklopove u modernom smislu. Debeloslojni hibridni sklopovi prvi su razvijeni kasnih 40-ih godina prošlog stoljeća, a njihova proizvodnja temeljila se na već dokazanoj tehnologiji proizvodnje keramičkih kondenzatora, metodom nanošenja pasta koje sadrže srebro i stakleni prah na keramičku podlogu putem šablona.

Tehnologija tankog filma za izradu integriranih sklopova uključuje nanošenje tankih filmova različitih materijala (vodljivih, dielektričnih, otpornih) na glatku površinu dielektričnih podloga u vakuumu.

Četvrta faza

Godine 1960. Robert Noyce iz Fairchilda predložio je i patentirao ideju monolitnog integriranog kruga i, koristeći planarnu tehnologiju, proizveo prve silikonske monolitne integrirane krugove.

Familiju monolitnih logičkih elemenata tranzistor-tranzistor s četiri ili više bipolarnih tranzistora na jednom silikonskom čipu objavio je Fairchild već u veljači 1960. godine i nazvana je "micrologics". Horneyeva planarna tehnologija i Noyceova monolitna tehnologija postavile su temelje za razvoj integriranih sklopova 1960., prvo s bipolarnim tranzistorima, a zatim 1965.-85. na tranzistorima s efektom polja i kombinacijama oba.

Dvije političke odluke donesene 1961.-1962. utjecao na razvoj proizvodnje silicijevih tranzistora i IC-ova. Odluka IBM-a (New York) da za obećavajuće računalo ne razvije feromagnetske uređaje za pohranu, već elektroničke memorije (uređaje za pohranu) temeljene na n-kanalnim tranzistorima s efektom polja (metal-oxide-semiconductor - MOS). Rezultat uspješne provedbe ovog plana bilo je puštanje 1973. univerzalno računalo s MOS memorijom - IBM-370/158. Direktivne odluke Fairchilda koje predviđaju proširenje rada u laboratoriju za istraživanje poluvodiča za proučavanje silicijskih uređaja i materijala za njih.

U međuvremenu, u srpnju 1968., Gordon Moore i Robert Noyce napustili su Fairchildov odjel poluvodiča i 28. lipnja 1968. osnovali malenu tvrtku, Intel, s dvanaest ljudi koji su unajmili sobu u Mountain Viewu u Kaliforniji. Zadatak koji su Moore, Noyce i stručnjak za kemijsku tehnologiju koji im se pridružio, Andrew Grove, postavili sebi bio je iskoristiti golemi potencijal integriranja velikog broja elektroničkih komponenti na jednom poluvodičkom čipu za stvaranje novih vrsta elektroničkih uređaja.

Godine 1997. Andrew Grove postao je “osoba godine”, a tvrtka na čijem je čelu, Intel, koja je postala jedna od vodećih kompanija u Silicijskoj dolini u Kaliforniji, počela je proizvoditi mikroprocesore za 90% svih osobnih računala na planetu. Pojava integriranih sklopova odigrala je odlučujuću ulogu u razvoju elektronike, čime je započela nova faza mikroelektronike. Mikroelektronika četvrtog razdoblja naziva se shematskom, jer je u sastavu glavnih osnovnih elemenata moguće razlikovati elemente ekvivalentne diskretnim elektro-radio elementima, a svakom integriranom krugu odgovara određeni osnovni električni krug, kao i za elektroničke komponente opreme prethodne generacije.

Integrirani sklopovi počeli su se nazivati ​​mikroelektronički uređaji, smatrani jedinstvenim proizvodom s velikom gustoćom elemenata ekvivalentnim elementima konvencionalnog sklopa. Složenost funkcija koje obavljaju mikrosklopovi postiže se povećanjem stupnja integracije.

Elektronika prisutna

Trenutno se mikroelektronika kreće na kvalitativno novu razinu - nanoelektroniku.

Nanoelektronika se prvenstveno temelji na rezultatima fundamentalnih istraživanja atomskih procesa u niskodimenzionalnim poluvodičkim strukturama. Kvantne točke, ili sustavi nulte dimenzije, ekstremni su slučaj sustava smanjene dimenzije koji se sastoje od niza atomskih klastera ili otoka nanometarske veličine u poluvodičkoj matrici koji pokazuju samoorganizaciju u epitaksijskim heterostrukturama.

Jedan od mogućih radova vezanih uz nanoelektroniku je stvaranje materijala i elemenata IR tehnologije. Industrijska poduzeća ih traže i osnova su za stvaranje u bliskoj budućnosti "umjetnih" (tehničkih) sustava vida s proširenim spektralnim rasponom, u usporedbi s biološkim vidom, u ultraljubičastom i infracrvenom području spektra. Sustavi tehničkog vida i fotonske komponente na nanostrukturama, sposobni primati i obrađivati ​​goleme količine informacija, postat će osnova temeljno novih telekomunikacijskih uređaja, sustava za nadzor okoliša i svemira, termovizije, nanodijagnostike, robotike, preciznog oružja, protuterorističke opreme, itd. Korištenje poluvodičkih nanostruktura značajno će smanjiti veličinu uređaja za nadzor i snimanje, smanjiti potrošnju energije, poboljšati troškovne karakteristike i omogućiti korištenje prednosti masovne proizvodnje u mikro i nanoelektronici bliske budućnosti.

Prvi integrirani krugovi

Posvećeno 50. obljetnici službenog datuma

B. Malashevich

Dana 12. rujna 1958. zaposlenik Texas Instrumentsa (TI) Jack Kilby demonstrirao je upravi tri čudna uređaja - uređaja napravljena od dva komada silicija dimenzija 11,1 x 1,6 mm zalijepljenih pčelinjim voskom na staklenoj podlozi (slika 1). To su bili trodimenzionalni mock-upovi - prototipovi integriranog kruga (IC) generatora, koji dokazuju mogućnost proizvodnje svih elemenata kruga na temelju jednog poluvodičkog materijala. Ovaj se datum u povijesti elektronike slavi kao rođendan integriranih sklopova. Ali je li?

Riža. 1. Izgled prvog IP-a J. Kilbyja. Fotografija sa stranice http://www.computerhistory.org/semiconductor/timeline/1958-Miniaturized.html

Do kraja 1950-ih godina tehnologija sklapanja elektroničke opreme (REA) iz diskretnih elemenata iscrpila je svoje mogućnosti. Svijet je došao u akutnu krizu REA-e, bile su potrebne radikalne mjere. U to su vrijeme integrirane tehnologije za proizvodnju poluvodičkih uređaja i ploča s debelim i tankim slojem keramike već bile industrijski ovladane u SAD-u i SSSR-u, tj. sazreli su preduvjeti za prevladavanje ove krize stvaranjem višeelementnih standardni proizvodi – integrirani krugovi.

Integrirani sklopovi (čipovi, IC) uključuju elektroničke uređaje različite složenosti, u kojima se svi slični elementi proizvode istovremeno u jednom tehnološkom ciklusu, tj. koristeći integriranu tehnologiju. Za razliku od tiskanih pločica (u kojima su svi spojni vodiči proizvedeni istovremeno u jednom ciklusu pomoću integrirane tehnologije), otpornici, kondenzatori i (u poluvodičkim IC-ovima) diode i tranzistori oblikovani su na sličan način u IC-ovima. Osim toga, mnogi IC-ovi se proizvode istovremeno, od desetaka do tisuća.

IC-ove razvija i proizvodi industrija u obliku serija, kombinirajući niz mikrosklopova za različite funkcionalne svrhe, namijenjenih zajedničkoj uporabi u elektroničkoj opremi. IC serije imaju standardni dizajn i jedinstveni sustav električnih i drugih karakteristika. IC-ove isporučuje proizvođač različitim potrošačima kao neovisne komercijalne proizvode koji zadovoljavaju određeni sustav standardiziranih zahtjeva. IC-ovi su nepopravljivi proizvodi; prilikom popravka elektroničke opreme pokvareni IC-ovi se zamjenjuju.

Postoje dvije glavne skupine IC-ova: hibridni i poluvodički.

U hibridnim IC-ovima (HIC), svi vodiči i pasivni elementi oblikovani su na površini supstrata mikrosklopa (obično keramike) pomoću integrirane tehnologije. Aktivni elementi u obliku bezpaketnih dioda, tranzistora i poluvodičkih IC kristala ugrađuju se na podlogu pojedinačno, ručno ili automatski.

U poluvodičkim IC-ovima spojni, pasivni i aktivni elementi nastaju u jednom tehnološkom ciklusu na površini poluvodičkog materijala (najčešće silicija) s djelomičnim prodorom u njegov volumen difuzijskim metodama. Istodobno se na jednoj poluvodičkoj pločici, ovisno o složenosti uređaja i veličini njenog kristala i pločice, izrađuje od nekoliko desetaka do nekoliko tisuća IC-ova. Industrija proizvodi poluvodičke integrirane sklopove u standardnim paketima, u obliku pojedinačnih čipova ili u obliku nepodijeljenih pločica.

Uvođenje hibridnih (GIS) i poluvodičkih integriranih sklopova u svijet dogodilo se na različite načine. GIS je proizvod evolucijskog razvoja mikromodula i tehnologije montaže keramičkih ploča. Stoga su se pojavili nezapaženo, ne postoji općeprihvaćeni datum rođenja GIS-a niti općepriznati autor. Poluvodički IC bili su prirodan i neizbježan rezultat razvoja poluvodičke tehnologije, ali su zahtijevali generiranje novih ideja i stvaranje nove tehnologije, koja ima svoje datume rođenja i svoje autore. Prvi hibridni i poluvodički IC-ovi pojavili su se u SSSR-u i SAD-u gotovo istodobno i neovisno jedan o drugom.

Prvi hibridni IC

Hibridni IC obuhvaćaju IC u čijoj se proizvodnji kombinira cjelovita tehnologija izrade pasivnih elemenata s individualnom (ručnom ili automatiziranom) tehnologijom ugradnje i montaže aktivnih elemenata.

Još u kasnim 1940-im tvrtka Centralab u SAD-u razvila je osnovne principe za proizvodnju tiskanih pločica na bazi keramike s debelim filmom, koje su zatim razvile druge tvrtke. Osnova je bila tehnologija proizvodnje tiskanih pločica i keramičkih kondenzatora. Od tiskanih pločica preuzeli smo integriranu tehnologiju za oblikovanje topologije spojnih vodiča - sitotisak. Od kondenzatora - materijal podloge (keramika, često sital), kao i materijali pasta i toplinska tehnologija njihove fiksacije na podlogu.

A početkom 1950-ih, tvrtka RCA izumila je tehnologiju tankog filma: raspršivanjem različitih materijala u vakuumu i taloženjem kroz masku na posebne podloge, naučili su kako istovremeno proizvesti mnogo minijaturnih filmova koji povezuju vodiče, otpornike i kondenzatore na jednom keramička podloga.

U usporedbi s tehnologijom debelog filma, tehnologija tankog filma pružala je mogućnost preciznije izrade manjih topoloških elemenata, ali je zahtijevala složeniju i skuplju opremu. Uređaji proizvedeni na keramičkim sklopnim pločama pomoću tehnologije debelog ili tankog filma nazivaju se "hibridni sklopovi". Hibridni sklopovi proizvodili su se kao komponente proizvoda vlastite proizvodnje, svaki proizvođač je imao svoj dizajn, dimenzije i funkcionalnu namjenu, nisu izlazili na slobodno tržište, pa su stoga malo poznati.

Hibridni sklopovi također su napali mikromodule. Isprva su koristili diskretne pasivne i aktivne minijaturne elemente, ujedinjene tradicionalnim tiskanim ožičenjem. Tehnologija montaže bila je složena, s velikim udjelom ručnog rada. Stoga su mikromoduli bili vrlo skupi, a njihova je uporaba bila ograničena na opremu u vozilu. Zatim su korišteni debeli sloj minijaturnih keramičkih šalova. Zatim su se otpornici počeli proizvoditi tehnologijom debelog filma. Ali korištene diode i tranzistori i dalje su bili diskretni, zasebno pakirani.

Mikromodul je postao hibridni integrirani krug onog trenutka kada su u njemu korišteni nezapakirani tranzistori i diode, a struktura zatvorena u zajedničko kućište. To je omogućilo značajno automatiziranje procesa njihove montaže, oštro smanjenje cijena i proširenje opsega primjene. Na temelju načina oblikovanja pasivnih elemenata razlikuju se debeloslojni i tankoslojni GIS.

Prvi GIS u SSSR-u

Prvi GIS (moduli tipa "Kvant", kasnije označen kao IS serija 116) u SSSR-u razvijeni su 1963. u NIIRE-u (kasnije NPO Leninets, Lenjingrad) i iste je godine njegovo pilot postrojenje započelo serijsku proizvodnju. U tim GIS-ovima kao aktivni elementi korišteni su poluvodički IC-ovi "R12-2", koje je 1962. razvila tvornica poluvodičkih uređaja u Rigi. Zbog nerazmrsivosti povijesti nastanka ovih IC-ova i njihovih karakteristika, razmotrit ćemo ih zajedno u odjeljku posvećenom P12-2.

Bez sumnje, moduli Kvant bili su prvi u svijetu GIS-a s integracijom na dvije razine - koristili su poluvodičke IC-ove umjesto diskretnih pakiranih tranzistora kao aktivnih elemenata. Vjerojatno su bili i prvi u svijetu GIS-a - strukturno i funkcionalno cjelovitih višeelementnih proizvoda, isporučenih potrošaču kao samostalni komercijalni proizvod. Najraniji strani slični proizvodi koje je autor identificirao su moduli IBM Corporation SLT opisani u nastavku, ali su najavljeni sljedeće godine, 1964.

Prvi GIS u SAD-u

Pojavu GIS-a debelog filma kao glavne elementne baze novog računala IBM System /360 prvi je najavio IBM 1964. Čini se da je to bila prva uporaba GIS-a izvan SSSR-a; autor nije uspio pronaći ranije primjere .

U to vrijeme već poznati u stručnim krugovima, poluvodički IC serije “Micrologic” iz Fairchilda i “SN-51” iz TI (o njima ćemo govoriti u nastavku) još uvijek su bili nedostupno rijetki i pretjerano skupi za komercijalne primjene, kao što je konstrukcija veliko računalo. Stoga je korporacija IBM, uzimajući za osnovu dizajn ravnog mikromodula, razvila svoju seriju GIS-a s debelim filmom, najavljenu pod općim nazivom (za razliku od "mikromodula") - "SLT moduli" (Solid Logic Technology - solid logička tehnologija. Obično se riječ "solid" na ruski prevodi kao "čvrsto", što je apsolutno nelogično. Doista, pojam "SLT moduli" uveo je IBM za razliku od pojma "mikromodul" i trebao bi odražavati njihovu razliku. Ali oba moduli su “čvrsti”, tj. ovaj prijevod nije Riječ “čvrsti” ima druga značenja – “čvrsti”, “cjeloviti”, koja uspješno naglašavaju razliku između “SLT-modula” i “mikromodula” - SLT-moduli su nedjeljivi, nepopravljiv, tj. "cijeli." Nismo koristili općeprihvaćeni prijevod na ruski: Solid Logic Technology - tehnologija čvrste logike).

SLT modul bila je četvrtasta keramička mikroploča s debelim filmom od pola inča s utisnutim okomitim klinovima. Spojni vodiči i otpornici naneseni su na njegovu površinu pomoću sitotiska (prema dijagramu uređaja koji se implementira), a ugrađeni su tranzistori bez pakiranja. Kondenzatori su, ako je potrebno, instalirani pored SLT modula na ploči uređaja. Iako su izvana gotovo identični (mikromoduli su nešto viši, sl. 2.), SLT moduli su se od ravnih mikromodula razlikovali po većoj gustoći elemenata, niskoj potrošnji energije, visokim performansama i visokoj pouzdanosti. Osim toga, SLT tehnologiju bilo je prilično lako automatizirati, stoga su se mogli proizvoditi u ogromnim količinama po dovoljno niskoj cijeni za korištenje u komercijalnoj opremi. To je upravo ono što je IBM trebao. Tvrtka je izgradila automatizirani pogon u East Fishkillu u blizini New Yorka za proizvodnju SLT modula, koji ih je proizvodio u milijunima primjeraka.

Riža. 2. SSSR mikromodul i SLT modul f. IBM. Fotografija STL sa stranice http://infolab.stanford.edu/pub/voy/museum/pictures/display/3-1.htm

Nakon IBM-a, GIS su počele proizvoditi i druge tvrtke, za koje je GIS postao komercijalni proizvod. Standardni dizajn ravnih mikromodula i SLT modula iz IBM-a postao je jedan od standarda za hibridne IC-ove.

Prvi poluvodički IC

Do kraja 1950-ih industrija je imala sve mogućnosti za proizvodnju jeftinih elemenata elektroničke opreme. Ali ako su tranzistori ili diode napravljeni od germanija i silicija, onda su otpornici i kondenzatori napravljeni od drugih materijala. Mnogi su tada vjerovali da pri stvaranju hibridnih sklopova neće biti problema u sastavljanju tih elemenata, proizvedenih zasebno. A ako je moguće proizvesti sve elemente standardne veličine i oblika i time automatizirati proces montaže, tada će se troškovi opreme značajno smanjiti. Na temelju takvog rezoniranja pobornici hibridne tehnologije smatrali su je općim smjerom razvoja mikroelektronike.

Ali nisu svi dijelili ovo mišljenje. Činjenica je da su meza tranzistori, a posebno planarni tranzistori, koji su već stvoreni u tom razdoblju, bili prilagođeni grupnoj obradi, u kojoj se istovremeno izvodio niz operacija za proizvodnju mnogih tranzistora na jednoj podložnoj ploči. To jest, mnogi tranzistori su proizvedeni na jednoj poluvodičkoj ploči odjednom. Zatim je ploča izrezana na pojedinačne tranzistore koji su postavljeni u pojedinačne kutije. A onda je proizvođač hardvera spojio tranzistore na jednoj tiskanoj pločici. Bilo je ljudi koji su smatrali da je ovaj pristup smiješan - zašto razdvajati tranzistore i onda ih ponovno spajati. Je li ih moguće spojiti odmah na poluvodičku pločicu? Istovremeno se riješite nekoliko složenih i skupih operacija! Ovi su ljudi smislili poluvodičke integrirane sklopove.

Ideja je krajnje jednostavna i potpuno očita. Ali, kako to često biva, tek nakon što je to netko prvi najavio i dokazao. Dokazao je da obična objava često, kao u ovom slučaju, nije dovoljna. Ideja o IC-u najavljena je još 1952. godine, prije pojave grupnih metoda za proizvodnju poluvodičkih uređaja. Na godišnjoj konferenciji o elektroničkim komponentama, održanoj u Washingtonu, zaposlenik britanskog Kraljevskog radarskog ureda u Malvernu, Jeffrey Dummer, predstavio je izvješće o pouzdanosti radarskih komponenti. U izvješću je dao proročansku izjavu: “ S pojavom tranzistora i radom na području poluvodičke tehnologije, općenito je moguće zamisliti elektroničku opremu u obliku čvrstog bloka bez spojnih žica. Blok se može sastojati od slojeva izolacijskih, vodljivih, ispravljačkih i ojačavajućih materijala u kojima su određena područja izrezana tako da mogu izravno obavljati električne funkcije.”. Ali ovu prognozu stručnjaci nisu primijetili. Sjetili su se toga tek nakon pojave prvih poluvodičkih IC-ova, odnosno nakon praktične potvrde dugo reklamirane ideje. Netko je morao biti prvi koji će ponovno osmisliti i implementirati ideju poluvodičkog IC-a.

Kao iu slučaju tranzistora, općepriznati tvorci poluvodičkih sklopova imali su više ili manje uspješne prethodnike. I sam Dammer je 1956. pokušao ostvariti svoju ideju, ali nije uspio. Godine 1953. Harvick Johnson iz RCA-a dobio je patent za oscilator s jednim čipom, a 1958., zajedno s Torkelom Wallmarkom, najavio je koncept "integriranog poluvodičkog uređaja". Godine 1956. Ross, zaposlenik Bell Labsa, proizveo je binarni brojački krug temeljen na n-p-n-p strukturama u jednom monokristalu. Godine 1957. Yasuro Taru iz japanske tvrtke MITI dobio je patent za kombiniranje različitih tranzistora u jednom kristalu. Ali svi ovi i drugi slični razvoji bili su privatne prirode, nisu dovedeni u proizvodnju i nisu postali temelj za razvoj integrirane elektronike. Samo tri projekta doprinijela su razvoju IP-a u industrijskoj proizvodnji.

Sretnici su bili već spomenuti Jack Kilby iz Texas Instrumentsa (TI), Robert Noyce iz Fairchilda (obojica iz SAD-a) i Jurij Valentinovič Osokin iz dizajnerskog biroa Riške tvornice poluvodičkih uređaja (SSSR). Amerikanci su stvorili eksperimentalne uzorke integriranih sklopova: J. Kilby - prototip IC generatora (1958.), a zatim okidač na meza tranzistorima (1961.), R. Noyce - okidač pomoću planarne tehnologije (1961.) i Yu. Osokin - logični IC "2NOT-OR" odmah je krenuo u masovnu proizvodnju u Njemačkoj (1962.). Te su tvrtke započele serijsku proizvodnju IP-a gotovo istovremeno, 1962. godine.

Prvi poluvodički IC u SAD-u

IP Jacka Kilbyja. IS serija SN - 51”

Godine 1958. J. Kilby (pionir u korištenju tranzistora u slušnim pomagalima) prešao je u Texas Instruments. Pridošlica Kilby, kao dizajner sklopova, “bačen” je na poboljšanje mikromodularnog punjenja raketa stvaranjem alternative mikromodulima. Razmatrana je opcija sastavljanja blokova od dijelova standardnog oblika, slično sastavljanju modela igračaka od LEGO figurica. Međutim, Kilbyja je fasciniralo nešto drugo. Odlučujuću ulogu odigrao je učinak “svježeg pogleda”: prvo, odmah je ustvrdio da su mikromoduli slijepa ulica, a drugo, diveći se meza strukturama, došao je na ideju da sklop treba (i može) biti izveden iz jednog materijala - poluvodiča. Kilby je znao za Dummerovu ideju i njegov neuspješni pokušaj da je provede 1956. godine. Nakon analize shvatio je razlog neuspjeha i pronašao način da ga prevlada. “ Moja je zasluga što sam prihvatio ovu ideju i pretvorio je u stvarnost.”, rekao je J. Kilby kasnije u svom Nobelovom govoru.

Budući da još nije stekao pravo na odlazak, nesmetano je radio u laboratoriju dok su se svi odmarali. 24. srpnja 1958. Kilby je u laboratorijskom časopisu formulirao koncept pod nazivom Monolitna ideja. Njegova je suština bila da “. ..elementi strujnog kruga kao što su otpornici, kondenzatori, distribuirani kondenzatori i tranzistori mogu se integrirati u jedan čip - pod uvjetom da su izrađeni od istog materijala... U dizajnu sklopa flip-flop svi elementi moraju biti izrađeni od silicija, pri čemu otpornici koriste volumenski otpor silicija, a kondenzatori - kapacitet p-n spojeva". “Ideja monolita” naišla je na snishodljiv i ironičan stav uprave Texas Instrumentsa, koja je zahtijevala dokaz o mogućnosti proizvodnje tranzistora, otpornika i kondenzatora od poluvodiča i operativnosti sklopa sastavljenog od takvih elemenata.

U rujnu 1958. Kilby je ostvario svoju zamisao - izradio je generator od dva komada germanija dimenzija 11,1 x 1,6 mm, zalijepljenih pčelinjim voskom na staklenu podlogu, koji sadrži dvije vrste difuzijskih područja (slika 1). Iskoristio je ta područja i postojeće kontakte za stvaranje strujnog kruga generatora, spajajući elemente tankim zlatnim žicama promjera 100 mikrona pomoću termokompresijskog zavarivanja. Iz jednog područja stvoren je mezatranzistor, a iz drugog RC krug. Sastavljena tri generatora demonstrirana su upravi tvrtke. Kada je priključeno napajanje, počeli su raditi na frekvenciji od 1,3 MHz. To se dogodilo 12. rujna 1958. godine. Tjedan dana kasnije, Kilby je napravio pojačalo na sličan način. Ali to još nisu bile integrirane strukture, bile su to trodimenzionalne makete poluvodičkih integriranih sklopova, dokazujući ideju o proizvodnji svih elemenata strujnog kruga od jednog materijala - poluvodiča.

Riža. 3. Tip okidača 502 J. Kilby. Fotografija sa stranice http://www.computerhistory.org/semiconductor/timeline/1958-Miniaturized.html

Kilbyjev prvi istinski integrirani sklop, izrađen u jednom komadu monolitnog germanija, bio je eksperimentalni IC okidač tipa 502 (slika 3). Koristio je i volumni otpor germanija i kapacitet p-n spoja. Njegova prezentacija održana je u ožujku 1959. Manji broj takvih IC-ova proizveden je u laboratorijskim uvjetima i prodan uskom krugu za 450 dolara. IC je sadržavao šest elemenata: četiri mesa tranzistora i dva otpornika, postavljenih na silikonsku pločicu promjera 1 cm. Ali Kilbyjev IC imao je ozbiljan nedostatak - mesa tranzistore, koji su se u obliku mikroskopskih "aktivnih" stupova uzdizali iznad ostalih , “pasivni” dio kristala. Međusobno povezivanje meza stupova u Kilby IS-u izvedeno je kuhanjem tankih zlatnih žica - "dlakavom tehnologijom" koju svi mrze. Postalo je jasno da se takvim međusobnim vezama ne može napraviti mikrokrug s velikim brojem elemenata - žičana mreža će se prekinuti ili ponovno spojiti. A germanij se u to vrijeme već smatrao neobećavajućim materijalom. Proboja nije bilo.

Do tog vremena Fairchild je razvio tehnologiju planarnog silicija. S obzirom na sve to, Texas Instruments je morao ostaviti po strani sve što je Kilby napravio i započeti, bez Kilbyja, razvijati seriju IC-ova temeljenih na tehnologiji planarnog silicija. U listopadu 1961. tvrtka je najavila stvaranje serije IC-ova tipa SN-51, a 1962. započela je njihovu masovnu proizvodnju i isporuke u interesu američkog Ministarstva obrane i NASA-e.

IP Roberta Noycea. IS serijaMicrologic”

Godine 1957., iz više razloga, W. Shockley, izumitelj planarnog tranzistora, napustio je grupu od osam mladih inženjera koji su htjeli pokušati implementirati vlastite ideje. “Osam izdajnika”, kako ih je nazvao Shockley, čiji su vođe bili R. Noyce i G. Moore, osnovali su tvrtku Fairchild Semiconductor (“lijepo dijete”). Tvrtku je vodio Robert Noyce, tada su mu bile 23 godine.

Krajem 1958. fizičar D. Horney, koji je radio u Fairchild Semiconductoru, razvio je planarnu tehnologiju za proizvodnju tranzistora. A fizičar rođen u Češkoj Kurt Lehovec, koji je radio u Sprague Electricu, razvio je tehniku ​​za korištenje obrnuto spojenog n-p spoja za električnu izolaciju komponenti. Godine 1959. Robert Noyce, nakon što je čuo za Kilbyjev IC dizajn, odlučio je pokušati stvoriti integrirani krug kombinirajući procese koje su predložili Horney i Lehovec. A umjesto "dlakave tehnologije" interkonekcija, Noyce je predložio selektivno taloženje tankog sloja metala na vrhu poluvodičkih struktura izoliranih silicijevim dioksidom s povezivanjem s kontaktima elemenata kroz rupe ostavljene u izolacijskom sloju. To je omogućilo "uronjenje" aktivnih elemenata u tijelo poluvodiča, izolirajući ih silicijevim oksidom, a zatim povezivanje tih elemenata s raspršenim tragovima od aluminija ili zlata, koji su stvoreni korištenjem procesa fotolitografije, metalizacije i jetkanja na posljednja faza proizvodnje proizvoda. Tako je dobivena doista "monolitna" verzija kombiniranja komponenti u jedan krug, a nova tehnologija nazvana je "planarna". Ali prvo je trebalo isprobati ideju.

Riža. 4. Eksperimentalni okidač R. Noycea. Fotografija sa stranice http://www.computerhistory.org/semiconductor/timeline/1960-FirstIC.html

Riža. 5. Fotografija Micrologic IC u časopisu Life. Fotografija sa stranice http://www.computerhistory.org/semiconductor/timeline/1960-FirstIC.html

U kolovozu 1959. R. Noyce je naručio Joy Last da razvije verziju IC-a temeljenu na planarnoj tehnologiji. Najprije su, kao i Kilby, izradili prototip okidača na nekoliko kristala silicija, na kojem su napravljena 4 tranzistora i 5 otpornika. Zatim je 26. svibnja 1960. proizveden prvi okidač s jednim čipom. Kako bi se izolirali elementi u njoj, na stražnjoj strani silicijske pločice urezani su duboki utori i ispunjeni epoksidnom smolom. Dana 27. rujna 1960. proizvedena je treća verzija okidača (slika 4), u kojoj su elementi izolirani reverzno spojenim p-n spojem.

Do tog vremena tvrtka Fairchild Semiconductor bavila se samo tranzistorima; nije imala dizajnere sklopova za izradu poluvodičkih integriranih sklopova. Stoga je Robert Norman iz Sperry Gyroscope pozvan kao dizajner sklopova. Norman je bio upoznat s logikom otpornik-tranzistor, koju je tvrtka, na njegov prijedlog, odabrala kao osnovu za svoju buduću seriju IC-ova “Micrologic”, koja je svoju prvu primjenu našla u opremi rakete Minuteman. U ožujku 1961. Fairchild je objavio prvi eksperimentalni IC iz ove serije (F-flip-flop koji sadrži šest elemenata: četiri bipolarna tranzistora i dva otpornika postavljena na ploču promjera 1 cm) objavljivanjem njegove fotografije (sl. 5). ) u časopisu Život(od 10. ožujka 1961.). U listopadu je objavljeno još 5 IP-ova. A od početka 1962. Fairchild je pokrenuo masovnu proizvodnju IC-ova i njihovu nabavu također u interesu američkog Ministarstva obrane i NASA-e.

Kilby i Noyce morali su slušati mnogo kritika na račun svojih inovacija. Vjerovalo se da će praktični učinak prikladnih integriranih sklopova biti vrlo nizak. Jasno je da bi trebao biti niži od onog za tranzistore (jer sadrži nekoliko tranzistora), za koje tada nije bio veći od 15%. Drugo, mnogi su vjerovali da su u integriranim krugovima korišteni neodgovarajući materijali, budući da otpornici i kondenzatori u to vrijeme nisu bili napravljeni od poluvodiča. Treće, mnogi nisu mogli prihvatiti ideju o nepopravljivosti IP-a. Činilo im se bogohulnim baciti proizvod u kojem je zakazao samo jedan od mnogih elemenata. Sve sumnje postupno su odbačene u stranu kada su integrirani sklopovi uspješno korišteni u američkim vojnim i svemirskim programima.

Jedan od utemeljitelja tvrtke Fairchild Semiconductor, G. Moore, formulirao je temeljni zakon razvoja silicijske mikroelektronike, prema kojem se broj tranzistora u kristalu integriranog kruga svake godine udvostručuje. Ovaj zakon, nazvan “Mooreov zakon,” djelovao je prilično jasno prvih 15 godina (počevši od 1959.), a onda se ovo udvostručenje dogodilo u otprilike godinu i pol.

Nadalje, IP industrija u Sjedinjenim Državama počela se razvijati velikom brzinom. U Sjedinjenim Američkim Državama započeo je lavinski proces nastajanja poduzeća orijentiranih isključivo "za plan", koji je ponekad dosezao točku da se tjedno registrira desetak tvrtki. Težeći veteranima (tvrtke W. Shockleya i R. Noycea), kao i zahvaljujući poreznim poticajima i uslugama Sveučilišta Stanford, “pridošlice” su se okupile uglavnom u dolini Santa Clara (Kalifornija). Stoga ne čudi da je 1971. godine, laganom rukom novinara i popularizatora tehničkih inovacija Dona Hoflera, u optjecaj ušla romantično-tehnološka slika “Silicijske doline” koja je zauvijek postala sinonim za Meku tehnološke revolucije poluvodiča. Inače, na tom području doista postoji dolina koja je prije bila poznata po brojnim voćnjacima marelica, trešanja i šljiva, koja je prije pojave tvrtke Shockley nosila drugo, ugodnije ime - Dolina užitka, sada, nažalost, , skoro zaboravljen.

Godine 1962. započela je masovna proizvodnja integriranih sklopova u Sjedinjenim Državama, iako je njihov obujam isporuka kupcima iznosio samo nekoliko tisuća. Najjači poticaj razvoju instrumentarstva i elektroničke industrije na novim osnovama bila je raketna i svemirska tehnika. Sjedinjene Države tada nisu imale jednako moćne interkontinentalne balističke rakete kao sovjetske, a kako bi povećale naboj bile su prisiljene minimizirati masu nosača, uključujući sustave upravljanja, uvođenjem najnovijih dostignuća elektroničke tehnologije. . Texas Instrument i Fairchild Semiconductor sklopili su velike ugovore za dizajn i proizvodnju integriranih sklopova s ​​američkim Ministarstvom obrane i NASA-om.

Prvi poluvodički IC u SSSR-u

Do kasnih 1950-ih sovjetska je industrija bila toliko očajna za poluvodičkim diodama i tranzistorima da su bile potrebne radikalne mjere. Godine 1959. osnovane su tvornice poluvodičkih uređaja u Aleksandrovu, Brjansku, Voronježu, Rigi itd. U siječnju 1961. Centralni komitet KPSS-a i Vijeće ministara SSSR-a usvojili su još jednu Rezoluciju "O razvoju industrije poluvodiča", koja je predviđala izgradnja tvornica i istraživačkih instituta u Kijevu, Minsku, Erevanu, Naljčiku i drugim gradovima.

Zanimat će nas jedna od novih tvornica - gore spomenuta Riga Semiconductor Devices Plant (RZPP, nekoliko je puta mijenjala imena, radi jednostavnosti koristimo najpoznatiju, koja i danas radi). Zgrada Zadružne tehničke škole u izgradnji površine 5300 m2 određena je kao lansirna rampa za novi pogon, a ujedno je započela izgradnja posebne zgrade. Do veljače 1960. tvornica je već stvorila 32 službe, 11 laboratorija i pilot proizvodnju, koja je započela u travnju kako bi se pripremila za proizvodnju prvih uređaja. Tvornica je već zapošljavala 350 ljudi, od kojih je 260 tijekom godine poslano na studij u Moskovski znanstveno-istraživački institut-35 (kasnije Znanstveno-istraživački institut Pulsar) i lenjingradsku tvornicu Svetlana. A do kraja 1960. broj zaposlenih dosegao je 1900 ljudi. U početku su tehnološke linije bile smještene u preuređenoj sportskoj dvorani zgrade Zadružne tehničke škole, a laboratoriji OKB-a u bivšim učionicama. Tvornica je proizvela prve uređaje (legirane difuzijske i konverzijske germanijeve tranzistori P-401, P-403, P-601 i P-602 koje je razvio NII-35) 9 mjeseci nakon što je potpisana narudžba za njegovu izradu, u ožujku 1960. I do kraja srpnja proizveo je prvih tisuću tranzistora P-401. Zatim je ovladao proizvodnjom mnogih drugih tranzistora i dioda. U lipnju 1961. dovršena je izgradnja posebne zgrade u kojoj je započela masovna proizvodnja poluvodičkih uređaja.

Od 1961. godine tvornica započinje samostalan tehnološki i razvojni rad, uključujući mehanizaciju i automatizaciju proizvodnje tranzistora na temelju fotolitografije. U tu svrhu razvijen je prvi domaći foto repetitor (foto marka) - instalacija za kombinirani i kontaktni ispis fotografija (razvio A.S. Gotman). Veliku pomoć u financiranju i proizvodnji jedinstvene opreme pružila su poduzeća Ministarstva radijske industrije, uključujući KB-1 (kasnije NPO Almaz, Moskva) i NIIRE. U to su vrijeme najaktivniji programeri male radijske opreme, koji nisu imali vlastitu tehnološku bazu poluvodiča, tražili načine za kreativnu interakciju s novostvorenim tvornicama poluvodiča.

U RZPP-u se aktivno radilo na automatizaciji proizvodnje germanijskih tranzistora tipa P401 i P403 na temelju proizvodne linije Ausma koju je stvorila tvornica. Njegov glavni dizajner (GC) A.S. Gottman je predložio pravljenje strujnih staza na površini germanija od elektroda tranzistora do periferije kristala kako bi se olakšalo zavarivanje izvoda tranzistora u kućištu. Ali što je najvažnije, te se staze mogu koristiti kao vanjski terminali tranzistora kada se sastavljaju u ploče (koje sadrže spojne i pasivne elemente) bez pakiranja, lemljenjem izravno na odgovarajuće kontaktne pločice (zapravo, tehnologija za stvaranje hibridnih IC-ova bila je zaprosio). Predložena metoda, u kojoj se čini da staze kristala kroz koje prolazi struja ljube kontaktne pločice ploče, dobila je izvorni naziv - "tehnologija ljubljenja". No, zbog niza tehnoloških problema koji su se u to vrijeme pokazali nerješivima, uglavnom vezanih uz probleme s točnošću dobivanja kontakata na tiskanoj pločici, nije bilo moguće praktički implementirati "tehnologiju poljupca". Nekoliko godina kasnije, slična je ideja implementirana u SAD-u i SSSR-u i našla je široku primjenu u tzv.

Međutim, hardverske tvrtke koje surađuju s RZPP-om, uključujući NIIRE, nadale su se "tehnologiji poljupca" i planirale njezinu upotrebu. U proljeće 1962., kada je postalo jasno da je njegova implementacija odgođena na neodređeno vrijeme, glavni inženjer NIIRE V.I. Smirnov je od direktora RZPP S.A. Bergmana pronaći drugi način implementacije višeelementnog 2NOR sklopa, univerzalnog za izgradnju digitalnih uređaja.

Riža. 7. Ekvivalentni krug IC R12-2 (1LB021). Crtanje iz prospekta IP-a iz 1965.

Prvi IS i GIS Jurija Osokina. Čvrsta shema R12-2(IS serija 102 I 116 )

Direktor RZPP-a taj je zadatak povjerio mladom inženjeru Juriju Valentinoviču Osokinu. Organizirali smo odjel koji se sastoji od tehnološkog laboratorija, laboratorija za razvoj i proizvodnju foto maski, mjernog laboratorija i pilot proizvodne linije. Tada je RZPP-u isporučena tehnologija za izradu germanijevih dioda i tranzistora, koja je uzeta kao osnova za novi razvoj. I već u jesen 1962. dobiveni su prvi prototipovi germanijevog čvrstog kruga 2NOT-OR (budući da termin IS tada nije postojao, iz poštovanja prema tadašnjim zbivanjima, zadržat ćemo naziv "tvrdi krug" - TS), koji je dobio tvorničku oznaku "P12-2". Sačuvana je reklamna knjižica iz 1965. na P12-2 (sl. 6), podatke i ilustracije iz koje ćemo koristiti. TS R12-2 sadržavala je dva germanijska p - n - p -tranzistora (modificirani tranzistori tipa P401 i P403) sa zajedničkim opterećenjem u obliku raspodijeljenog germanijevog p-otpora (slika 7).

Riža. 8. Struktura IC R12-2. Crtanje iz prospekta IP-a iz 1965.

Riža. 9. Nacrt s dimenzijama vozila R12-2. Crtanje iz prospekta IP-a iz 1965.

Vanjski vodovi se formiraju termokompresijskim zavarivanjem između germanijevih područja TC strukture i zlata vodećih vodiča. Time se osigurava stabilan rad sklopova pod vanjskim utjecajima u uvjetima tropske i morske magle, što je posebno važno za rad u pomorskim kvazielektroničkim automatskim telefonskim centralama koje proizvodi tvornica VEF iz Rige, koja je također bila zainteresirana za ovaj razvoj.

Strukturno, R12-2 TS (i naknadni R12-5) izrađeni su u obliku "tablete" (slika 9) od okrugle metalne čaše promjera 3 mm i visine 0,8 mm. U njega je postavljen TC kristal i ispunjen polimernom smjesom iz koje su proizašli kratki vanjski krajevi izvoda od meke zlatne žice promjera 50 mikrona, zavareni na kristal. Masa P12-2 nije prelazila 25 mg. U ovom dizajnu, vozila su bila otporna na relativnu vlažnost od 80% pri temperaturi okoline od 40°C i na cikličke promjene temperature od -60° do 60°C.

Do kraja 1962. pilot proizvodnja RZPP-a proizvela je oko 5 tisuća vozila R12-2, a 1963. ih je napravljeno nekoliko desetaka tisuća. Tako je 1962. godina postala godina rođenja mikroelektroničke industrije u SAD-u i SSSR-u.

Riža. 10. Grupe TS R12-2

Riža. 11. Osnovne električne karakteristike R12-2

Poluvodička tehnologija tada je bila u povojima i još nije jamčila strogu ponovljivost parametara. Stoga su operativni uređaji razvrstani u skupine parametara (to se često radi u naše vrijeme). Stanovnici Rige učinili su isto, instalirajući 8 standardnih oznaka vozila R12-2 (slika 10). Sve druge električne i ostale karakteristike iste su za sve standardne vrijednosti (Sl. 11).

Proizvodnja TS R12-2 započela je istovremeno s istraživanjem i razvojem "Tvrdoća", koji je završio 1964. (GK Yu.V. Osokin). U sklopu ovog rada razvijena je poboljšana grupna tehnologija za serijsku proizvodnju germanijskih vozila koja se temelji na fotolitografiji i galvanskom taloženju legura kroz fotomasku. Njegova glavna tehnička rješenja registrirana su kao izum Yu.V. Osokina. i Mikhalovich D.L. (A.S. br. 36845). Nekoliko članaka Yu.V.-a objavljeno je u klasificiranom časopisu Spetsradioelectronics. Osokina u suradnji sa stručnjacima KB-1 I.V. Ništa, G.G. Smolko i Yu.E. Naumova s ​​opisom konstrukcije i karakteristikama vozila R12-2 (i kasnijeg vozila R12-5).

Dizajn P12-2 bio je dobar u svemu, osim u jednoj stvari - potrošači nisu znali kako koristiti tako male proizvode s najtanjim žicama. Hardverske tvrtke u pravilu nisu imale ni tehnologiju ni opremu za to. Tijekom cijelog razdoblja proizvodnje R12-2 i R12-5, njihovu su upotrebu ovladali NIIRE, Zhigulevsky Radio Plant Ministarstva radio industrije, VEF, NIIP (od 1978. NPO Radiopribor) i nekoliko drugih poduzeća. Shvaćajući problem, programeri TS-a, zajedno s NIIRE-om, odmah su smislili drugu razinu dizajna, koja je ujedno povećala gustoću rasporeda opreme.

Riža. 12. Modul od 4 vozila R12-2

Godine 1963. u NIIRE-u, u okviru projekta Kvant i razvojnih radova (GK A.N. Pelipenko, uz sudjelovanje E.M. Lyakhovicha), razvijen je dizajn modula koji je kombinirao četiri vozila R12-2 (slika 12). Od dva do četiri R12-2 uređaja (u kućištu) postavljena su na mikropločicu od tankog stakloplastike, koja je zajedno realizirala određenu funkcionalnu cjelinu. Na ploču je utisnuto do 17 pinova (broj je varirao za pojedini modul) duljine 4 mm. Mikroploča je bila smještena u metalnu čašicu dimenzija 21,6 ? 6,6 mm i 3,1 mm dubine i ispunjen polimernom smjesom. Rezultat je hibridni integrirani krug (HIC) s dvostrukim brtvljenjem elemenata. I, kao što smo već rekli, bio je to prvi svjetski GIS s dvorazinskom integracijom, a možda i prvi GIS uopće. Razvijeno je osam tipova modula s općim nazivom “Quantum”, koji su obavljali različite logičke funkcije. Kao dio takvih modula, vozila R12-2 ostala su operativna kada su bila izložena stalnim ubrzanjima do 150 g i vibracijskim opterećenjima u frekvencijskom rasponu od 5–2000 Hz s ubrzanjem do 15 g.

Moduli Kvant prvo su proizvedeni pilot proizvodnjom NIIRE, a zatim su prebačeni u Zhigulevsky radio tvornicu Ministarstva radio industrije SSSR-a, koja ih je isporučivala raznim potrošačima, uključujući tvornicu VEF.

TS R12-2 i moduli "Kvant" temeljeni na njima dobro su se dokazali i naširoko se koriste. Godine 1968. izdana je norma koja uspostavlja jedinstveni sustav označavanja integriranih sklopova u zemlji, a 1969. Opće tehničke specifikacije za poluvodičke (NP0.073.004TU) i hibridne (NP0.073.003TU) IC s jedinstvenim sustavom zahtjeva . U skladu s tim zahtjevima, Središnji ured za primjenu integriranih sklopova (TsBPIMS, kasnije CDB Dayton, Zelenograd) 6. veljače 1969. godine odobrio je nove tehničke specifikacije ShT3.369.001-1TU za vozilo. Istovremeno se prvi put u označavanju proizvoda pojavio pojam “integrirani krug” serije 102. TS R12-2 počeo se zvati IS: 1LB021V, 1LB021G, 1LB021ZH, 1LB021I. Zapravo, bio je to jedan IC, razvrstan u četiri skupine prema izlaznom naponu i nosivosti.

Riža. 13. IC serije 116 i 117

A 19. rujna 1970. TsBPIMS je odobrio tehničke specifikacije AB0.308.014TU za module Kvant, označene kao IS serija 116 (Sl. 13). Serija je uključivala devet IC-ova: 1HL161, 1HL162 i 1HL163 – višenamjenski digitalni sklopovi; 1LE161 i 1LE162 – dva i četiri logička elementa 2NOR; 1TP161 i 1TP1162 - jedan i dva okidača; 1UP161 – pojačalo snage, kao i 1LP161 – logički element “inhibicije” za 4 ulaza i 4 izlaza. Svaki od ovih IC-ova imao je od četiri do sedam opcija dizajna, koje su se razlikovale po naponu izlaznog signala i kapacitetu opterećenja, za ukupno 58 tipova IC-a. Dizajni su bili označeni slovom iza digitalnog dijela oznake IS, na primjer, 1HL161ž. Nakon toga se raspon modula proširio. IC serije 116 zapravo su bili hibridni, ali su na zahtjev RZPP-a označeni kao poluvodički (prva znamenka u oznaci je "1", hibridni bi trebali imati "2").

Godine 1972., zajedničkom odlukom Ministarstva elektroničke industrije i Ministarstva radijske industrije, proizvodnja modula prebačena je iz Zhigulevsky Radio Plant u RZPP. Ovo je eliminiralo mogućnost transporta IC-ova serije 102 na velike udaljenosti, pa su odustali od potrebe za brtvljenjem matrice svakog IC-a. Kao rezultat toga, dizajn IC-ova serije 102 i 116 bio je pojednostavljen: nije bilo potrebe za pakiranjem IC-ova serije 102 u metalnu čašu napunjenu spojem. Nezapakirani IC-ovi serije 102 u tehnološkim spremnicima dopremljeni su u susjednu radionicu za montažu IC-ova serije 116, montirani direktno na njihovu mikropločicu i zapečaćeni u kućište modula.

Sredinom 1970-ih objavljen je novi standard za sustav označavanja IP-a. Nakon toga je, na primjer, IS 1LB021V dobio oznaku 102LB1V.

Drugi IS i GIS Jurija Osokina. Čvrsta shema R12-5(IS serija 103 I 117 )

Do početka 1963. godine, kao rezultat ozbiljnog rada na razvoju visokofrekventnih n - p - n tranzistora, tim Yu.V. Osokina je stekao veliko iskustvo radeći s p-slojevima na izvornoj pločici od n-germanija. To i prisutnost svih potrebnih tehnoloških komponenti omogućili su Osokinu da 1963. započne s razvojem nove tehnologije i dizajnom brže verzije vozila. Godine 1964., po nalogu NIIRE-a, dovršen je razvoj vozila R12-5 i modula koji se temelje na njemu. Na temelju njegovih rezultata 1965. godine otvoren je Palanga R&D (GK Yu.V. Osokin, njegov zamjenik - D.L. Mikhalovich, završen 1966.). Moduli temeljeni na R12-5 razvijeni su unutar istog R&D projekta “Kvant” kao i moduli temeljeni na R12-2. Istovremeno s tehničkim specifikacijama za serije 102 i 116, tehničke specifikacije ShT3.369.002-2TU za IC serije 103 (R12-5) i AV0.308.016TU za IC serije 117 (moduli temeljeni na IC serije 103) bile su odobreno. Nomenklatura tipova i standardnih vrijednosti TS R12-2, modula na njima i IS serije 102 i 116 bila je identična nomenklaturi TS R12-5 i IS serije 103, odnosno 117. Razlikovali su se samo u brzini i tehnologiji izrade IC kristala. Tipično vrijeme kašnjenja širenja serije 117 bilo je 55 ns naspram 200 ns za seriju 116.

Strukturno, R12-5 TS je bila četveroslojna poluvodička struktura (Sl. 14), gdje su n-tip supstrata i p + -tip emiteri bili spojeni na zajedničku uzemljenu sabirnicu. Glavna tehnička rješenja za konstrukciju vozila R12-5 registrirana su kao izum Yu.V.Osokin, D.L.Mikhalovich. Kaydalova Zh.A i Akmensa Ya.P. (A.S. br. 248847). Prilikom proizvodnje četveroslojne strukture TC R12-5, važno znanje i iskustvo bilo je formiranje n-tipa p-sloja u originalnoj germanij ploči. To je postignuto difuzijom cinka u zatvorenoj kvarcnoj ampuli, gdje se ploče nalaze na temperaturi od oko 900 °C, a cink se nalazi na drugom kraju ampule na temperaturi od oko 500 °C. TS strukture u stvorenom p-sloju sličan je P12-2 TS. Nova tehnologija omogućila je izbjegavanje složenog oblika TS kristala. Pločice s P12-5 također su brušene sa stražnje strane na debljinu od oko 150 mikrona, čuvajući dio izvorne pločice, a zatim su iscrtane u pojedinačne pravokutne IC čipove.

Riža. 14. Struktura kristala TS R12-5 iz AS br. 248847. 1 i 2 – masa, 3 i 4 – ulazi, 5 – izlaz, 6 – snaga

Nakon prvih pozitivnih rezultata proizvodnje eksperimentalnih vozila R12-5, po narudžbi KB-1 otvoren je istraživački projekt Mezon-2, čiji je cilj stvaranje vozila s četiri R12-5. Godine 1965. dobiveni su radni uzorci u ravnom metalokeramičkom kućištu. Ali pokazalo se da je P12-5 teško proizvesti, uglavnom zbog poteškoća u formiranju p-sloja dopiranog cinkom na originalnoj n-Ge pločici. Pokazalo se da je proizvodnja kristala zahtjevna za rad, postotak iskorištenja je nizak, a cijena vozila visoka. Iz istih razloga, R12-5 TC proizveden je u malim količinama i nije mogao istisnuti sporiji, ali tehnološki napredniji R12-2. A istraživački projekt Mezon-2 uopće nije nastavljen, uključujući i zbog problema s međusobnom vezom.

U to su vrijeme Istraživački institut Pulsar i NIIME već provodili opsežne radove na razvoju tehnologije planarnog silicija, koja ima brojne prednosti u odnosu na tehnologiju germanija, od kojih je glavna viši raspon radnih temperatura (+150°C za silicij i +70°C za germanij) i prisutnost prirodnog zaštitnog filma SiO 2 na siliciju. I specijalizacija RZPP-a preusmjerena je na stvaranje analognih IC-ova. Stoga su stručnjaci RZPP-a razvoj tehnologije germanija za proizvodnju IC-ova smatrali neprikladnim. Međutim, u proizvodnji tranzistora i dioda, germanij nije izgubio svoju poziciju neko vrijeme. U odjelu Yu.V. Osokin, nakon 1966. razvijeni su i proizvedeni RZPP germanijski planarni niskošumni mikrovalni tranzistori GT329, GT341, GT 383 itd. Njihovo stvaranje nagrađeno je Državnom nagradom latvijskog SSSR-a.

Primjena

Riža. 15. Aritmetički uređaj na modulima čvrstog kruga. Fotografija iz knjižice TS iz 1965.

Riža. 16. Usporedne dimenzije upravljačkog uređaja automatske telefonske centrale, izvedene na releju i vozilu. Fotografija iz knjižice TS iz 1965.

Kupci i prvi potrošači R12-2 TS i modula bili su tvorci specifičnih sustava: računala Gnome (slika 15) za zrakoplovni sustav Kupol (NIIRE, GK Lyakhovich E.M.) te pomorskih i civilnih automatskih telefonskih centrala. (biljka VEF, GK Misulovin L.Ya.). Aktivno je sudjelovao u svim fazama stvaranja vozila R12-2, R12-5 i modula na njima i KB-1, glavni kustos ove suradnje iz KB-1 bio je N.A. Barkanov. Pomogli su u financiranju, proizvodnji opreme i istraživanju vozila i modula u različitim režimima i radnim uvjetima.

TS R12-2 i moduli "Kvant" temeljeni na njemu bili su prvi mikro krugovi u zemlji. I u svijetu su bili među prvima - tek su u SAD-u Texas Instruments i Fairchild Semiconductor počeli proizvoditi svoje prve poluvodičke IC-ove, a 1964. IBM Corporation počela je proizvoditi debeloslojne hibridne IC-ove za svoja računala. U drugim zemljama o IP-u se još nije razmišljalo. Stoga su integrirani krugovi bili zanimljivost javnosti; učinkovitost njihove upotrebe ostavila je upečatljiv dojam i reklamirala se. Sačuvana knjižica o vozilu R12-2 iz 1965. (temeljena na stvarnim primjenama) kaže: “ Korištenje poluprovodničkih sklopova P12-2 u ugrađenim računalnim uređajima omogućuje smanjenje težine i dimenzija ovih uređaja za 10-20 puta, smanjenje potrošnje energije i povećanje pouzdanosti rada. ... Korištenje čvrstih krugova P12-2 u sustavima upravljanja i prebacivanje putova prijenosa informacija automatskih telefonskih centrala omogućuje smanjenje glasnoće upravljačkih uređaja za približno 300 puta, kao i značajno smanjenje potrošnje električne energije (30-50 puta)" . Ove tvrdnje ilustrirane su fotografijama aritmetičkog uređaja računala Gnome (Slika 15) i usporedbom relejnog ATS stalka koji je u to vrijeme proizvodila tvornica VEF s malim blokom na dlanu djevojčice (Slika 16) . Bilo je i drugih brojnih primjena prvih Riga IC-ova.

Proizvodnja

Sada je teško obnoviti cjelovitu sliku obujma proizvodnje IC serija 102 i 103 po godinama (danas se RZPP iz velike tvornice pretvorio u malu proizvodnju i mnogi su arhivi izgubljeni). No, prema memoarima Yu.V. Osokin, u drugoj polovici 1960-ih, proizvodnja je iznosila nekoliko stotina tisuća godišnje, u 1970-ima - milijune. Prema njegovim sačuvanim osobnim bilješkama, 1985. godine proizvedeni su IC serije 102 - 4.100.000 kom., moduli serije 116 - 1.025.000 kom., IC serije 103 - 700.000 kom., moduli serije 117 - 175.000 kom. .

Krajem 1989. Yu.V. Osokin, tada generalni direktor Alpha Production Association, obratio se rukovodstvu Vojno-industrijske komisije pri Vijeću ministara SSSR-a (MIC) sa zahtjevom da se serije 102, 103, 116 i 117 izbace iz proizvodnje zbog zastarjelosti i visok intenzitet rada (u 25 godina, mikroelektronika je daleko od napredovanja), ali je dobio kategoričko odbijanje. Zamjenik predsjednika vojno-industrijskog kompleksa V.L. Koblov mu je rekao da avioni lete pouzdano, zamjena je isključena. Nakon raspada SSSR-a, IC serije 102, 103, 116 i 117 proizvodile su se do sredine 1990-ih, odnosno više od 30 godina. Računala Gnome još uvijek su instalirana u navigacijskoj kabini Il-76 i nekih drugih zrakoplova. “Ovo je superračunalo”, ne začuđuju se naši piloti kad se njihovi strani kolege iznenade zanimanjem za ovaj uređaj bez presedana.

O prioritetima

Unatoč činjenici da su J. Kilby i R. Noyce imali prethodnike, svjetska zajednica ih priznaje kao izumitelje integriranog kruga.

R. Kilby i J. Noyce su preko svojih tvrtki podnijeli prijave za patent za izum integriranog sklopa. Texas Instruments prijavio se za patent ranije, u veljači 1959., a Fairchild je to učinio tek u srpnju te godine. Ali patent broj 2981877 izdan je u travnju 1961. R. Noyceu. J. Kilby je tužio i tek u lipnju 1964. dobio svoj patent broj 3138743. Zatim je uslijedio desetogodišnji rat oko prioriteta, uslijed kojeg je (u rijetkim slučajevima) “pobijedilo prijateljstvo”. Naposljetku, Žalbeni sud je podržao Noyceovu tvrdnju o tehnološkom prvenstvu, ali je presudio da se J. Kilbyju treba pripisati zasluga za stvaranje prvog radnog mikrosklopa. A Texas Instruments i Fairchild Semiconductor potpisali su sporazum o tehnologijama unakrsnog licenciranja.

U SSSR-u patentiranje izuma autorima nije davalo ništa osim gnjavaže, beznačajne jednokratne isplate i moralnog zadovoljstva, pa mnogi izumi uopće nisu bili registrirani. A ni Osokin se nije žurio. No za poduzeća je broj izuma bio jedan od pokazatelja, pa su ih ipak morali registrirati. Stoga su Yu.Osokina i D.Mikhalovich dobili autorsku svjedodžbu SSSR-a broj 36845 za izum vozila R12-2 tek 28. lipnja 1966. godine.

A J. Kilby 2000. godine postao je jedan od dobitnika Nobelove nagrade za izum IP-a. R. Noyce nije dobio svjetsko priznanje, umro je 1990., a prema propisima Nobelova nagrada se ne dodjeljuje posthumno. Što u ovom slučaju nije sasvim pošteno, budući da je sva mikroelektronika krenula putem koji je započeo R. Noyce. Noyceov autoritet među stručnjacima bio je toliki da je čak dobio nadimak "gradonačelnik Silicijske doline", budući da je tada bio najpopularniji znanstvenici koji rade u tom dijelu Kalifornije, koji je dobio neslužbeni naziv Silicijska dolina (V. Shockley se zvao “Mojsije iz Silicijske doline”). Ali put J. Kilbyja ("dlakavi" germanij) pokazao se slijepom ulicom, te nije implementiran čak ni u njegovoj tvrtki. Ali život nije uvijek pravedan.

Nobelovu nagradu dobila su trojica znanstvenika. Polovicu je primio 77-godišnji Jack Kilby, a drugu polovicu podijelili su akademik Ruske akademije znanosti Žores Alferov i profesor na Kalifornijskom sveučilištu u Santa Barbari, Amerikanac njemačkog podrijetla Herbert Kremer, za “ razvoj poluvodičkih heterostruktura koje se koriste u optoelektronici velike brzine.”

Ocjenjujući te radove, stručnjaci su primijetili da su "integrirani krugovi, naravno, otkriće stoljeća, koje je imalo dubok utjecaj na društvo i svjetsko gospodarstvo." Za zaboravljenog J. Kilbyja Nobelova nagrada bila je iznenađenje. U intervjuu za časopis Europhysics News Priznao je: " Tada sam samo razmišljao o tome što bi bilo važno za razvoj elektronike s ekonomske strane. Ali tada nisam shvaćao da bi smanjenje troškova elektroničkih proizvoda izazvalo lavinu rasta elektroničkih tehnologija.”.

A radovi Yu. Osokina nisu cijenjeni ne samo od Nobelovog odbora. Kod nas su također zaboravljeni, prioritet zemlje u stvaranju mikroelektronike nije zaštićen. A on je nedvojbeno bio.

Pedesetih godina prošlog stoljeća stvorena je materijalna osnova za izradu višeelementnih proizvoda - integriranih sklopova - u jednom monolitnom kristalu ili na jednoj keramičkoj podlozi. Stoga ne čudi da se gotovo istodobno ideja o IP-u samostalno pojavila u glavama mnogih stručnjaka. A brzina provedbe nove ideje ovisila je o tehnološkim mogućnostima autora i interesu proizvođača, odnosno o prisutnosti prvog potrošača. U tom pogledu Yu.Osokin se našao u boljem položaju od svojih američkih kolega. Kilby je bio nov u TI-u, čak je morao dokazati upravi tvrtke temeljnu mogućnost implementacije monolitnog sklopa izradom njegovog izgleda. Zapravo, uloga J. Kilbyja u stvaranju IP-a svodi se na preodgoj menadžmenta TI-a i provociranje R. Noycea na aktivno djelovanje svojim rasporedom. Kilbyjev izum nije ušao u masovnu proizvodnju. R. Noyce, u svojoj mladoj i još ne jakoj tvrtki, otišao je stvoriti novu planarnu tehnologiju, koja je doista postala osnova za kasniju mikroelektroniku, ali nije odmah popustila autoru. S tim u vezi, obojica i njihove tvrtke morale su uložiti mnogo truda i vremena da praktički provedu svoje ideje za izgradnju masovno proizvedenih IC-ova. Njihovi prvi uzorci ostali su eksperimentalni, ali drugi mikrosklopovi, koje oni nisu niti razvili, otišli su u masovnu proizvodnju. Za razliku od Kilbyja i Noycea, koji su bili daleko od proizvodnje, tvorničar Yu.Osokin oslanjao se na industrijski razvijene poluvodičke RZPP tehnologije, te je imao zajamčene potrošače prvih vozila u obliku inicijatora razvoja NIIRE i obližnjeg pogona VEF, koja je pomogla u ovom poslu. Iz tih razloga, prva verzija njegovog vozila odmah je krenula u eksperimentalnu proizvodnju, koja je glatko prešla u masovnu proizvodnju, koja se kontinuirano nastavila više od 30 godina. Stoga, pošto je počeo razvijati TS kasnije od Kilbyja i Noycea, Yu.Osokin ih je (ne znajući za tu konkurenciju) brzo sustigao. Štoviše, radovi Yu. Osokina ni na koji način nisu povezani s radovima Amerikanaca, dokaz za to je apsolutna različitost njegovog vozila i rješenja koja su u njemu implementirana od mikro krugova Kilby i Noyce. Texas Instruments (nije Kilbyjev izum), Fairchild i RZPP započeli su proizvodnju svojih IC gotovo istovremeno, 1962. godine. To daje sva prava da se Yu.Osokin smatra jednim od izumitelja integriranog kruga u rangu s R.Noyceom i više od J.Kilbyja, te bi bilo pošteno podijeliti dio Nobelove nagrade za J.Kilbyja s Yu. Osokin. Što se tiče izuma prvog GIS-a s dvorazinskom integracijom (a možda i GIS-a općenito), ovdje je prioritet A. Pelipenko iz NIIRE-a je apsolutno neosporan.

Nažalost, nije bilo moguće pronaći uzorke vozila i uređaja koji se temelje na njima, potrebnih za muzeje. Autor bi bio vrlo zahvalan za takve uzorke ili njihove fotografije.

Navedite prvi računalni uređaj. Abakus Kalkulator Zbrajanje Ruski abakus Koju je ideju iznio sredinom

Engleski matematičar iz 19. stoljeća Charles Babbage?

Ideja o stvaranju programski upravljanog računskog stroja s aritmetičkim uređajem, upravljačkim uređajem, kao i uređajem za unos i ispis

Ideja o stvaranju mobilnog telefona

Ideja o stvaranju kompjuterski upravljanih robota

Koje je godine i gdje nastalo prvo računalo bazirano na vakuumskim cijevima?

1945., SAD

1944., Engleska

1946., Francuska

Na temelju čega su nastala računala treće generacije?

Integrirani krugovi

poluvodiči

vakuumske cijevi

ultra-veliki integrirani krugovi

Kako se zvalo prvo osobno računalo?

Imenuj središnji uređaj računala.

CPU

Jedinica sustava

jedinica za napajanje

Matična ploča

Procesor obrađuje predstavljene informacije:

U decimalnom brojevnom sustavu

Na engleskom

Na ruskom

U strojnom jeziku (u binarnom kodu)

Za unos numeričkih i tekstualnih informacija koristite

Tipkovnica

Skener se koristi za...

Za unos slika i tekstualnih dokumenata u računalo

Za crtanje po njemu posebnom olovkom

Pomicanje kursora na ekranu monitora

Dobivanje holografskih slika

10. Koju vrstu pisača je prikladno koristiti za ispis financijskih dokumenata?

Matrični pisač

Mlazni pisač

Laserski printer

Koju vrstu pisača je prikladno koristiti za ispis sažetaka?

Matrični pisač

Mlazni pisač

Laserski printer

Koju vrstu pisača je prikladno koristiti za ispis fotografija?

Matrični pisač

Mlazni pisač

Laserski printer

Nepoštivanje sanitarnih i higijenskih zahtjeva računala može imati štetan učinak na ljudsko zdravlje...

Monitor s katodnom cijevi

LCD monitor

Plazma ploče

Kada isključite računalo, brišu se sve informacije iz...

RAM memorija

Tvrdi disk

laserski disk

U kojem se računalnom uređaju pohranjuju informacije?

Vanjska memorija;

CPU;

Optičke staze su tanje i gušće postavljene na...

Digitalni video disk (DVD disk)

Kompaktni disk (CD-disk)

Ulazni uređaji uključuju...

Izlazni uređaji uključuju...

Tipkovnica, miš, joystick, svjetlosna olovka, skener, digitalna kamera, mikrofon

Zvučnici, monitor, printer, slušalice

Tvrdi disk, procesor, memorijski moduli, matična ploča, disketa

Program se zove...

Računalni program može upravljati radom računala ako je...

U RAM-u

Na disketi

Na tvrdom disku

Na CD-u

Podaci su...

Niz naredbi koje računalo izvršava tijekom obrade podataka

Informacije predstavljene u digitalnom obliku i obrađene na računalu

Podaci koji imaju ime i pohranjuju se u dugoročno pamćenje

Datoteka je...

Tekst ispisan na računalu

Informacije predstavljene u digitalnom obliku i obrađene na računalu

Program ili podatak koji ima naziv i pohranjen je u dugoročnoj memoriji

Prilikom brzog formatiranja diskete...

Direktorij diska se briše

Svi podaci se brišu

Defragmentacija diska u tijeku

Površina diska se provjerava

Prilikom potpunog formatiranja diskete...

svi podaci se brišu

vrši se potpuno skeniranje diska

Direktorij diska se čisti

disk postaje sustav

U hijerarhijskom datotečnom sustavu s više razina...

Datoteke su pohranjene u sustavu koji je sustav ugniježđenih mapa

Datoteke su pohranjene u sustavu koji je linearni niz

Povijest razvoja računalne tehnologije:

1. Imenuj prvi računalni uređaj.
1) Abakus
2) Kalkulator
3) Aritmometar
4) ruski abakus

2. Koju je ideju iznio engleski matematičar Charles Babbage sredinom 19. stoljeća?
1) Ideja o stvaranju programski upravljanog računskog stroja s aritmetičkim uređajem, upravljačkim uređajem, kao i uređajem za unos i ispis
2) Ideja o stvaranju mobilnog telefona
3) Ideja o stvaranju kompjuterski upravljanih robota
3. Navedite ime prvog računalnog programera.
1) Ada Lovelace
2) Sergej Lebedev
3) Bill Gates
4) Sofija Kovalevskaja

4. Koje je godine i gdje nastalo prvo računalo bazirano na vakuumskim cijevima?
1) 1945., SAD
2) 1950., SSSR
3) 1944., Engleska
4) 1946., Francuska

5. Na temelju čega su nastala računala treće generacije?
1) Integrirani krugovi
2) poluvodiči
3) vakuumske cijevi
4) ultra-veliki integrirani krugovi

6. Kako se zvalo prvo osobno računalo?
1) Jabuka II
2) IBM PC
3) Dell
4) Corvette
Građa računala............................15
1. Imenujte središnji uređaj računala.
1) Procesor
2) Jedinica sustava
3) Napajanje
4) Matična ploča
2. Kako se fizičke informacije bilježe i prenose na računalo?
1) brojevi;
2) korištenje programa;
3) predstavlja se u obliku električnih signala.

3. Procesor obrađuje predstavljene informacije:
1) U decimalnom brojevnom sustavu
2) Na engleskom
3) Na ruskom
4) U strojnom jeziku (u binarnom kodu)
4. Za unos numeričkih i tekstualnih informacija koristite
1) Tipkovnica
2) Miš
3) Trackball
4) Ručka
5. Najvažnija karakteristika uređaja za unos koordinata je rezolucija, koja je obično 500 dpi (točka po inču (1 inč = 2,54 cm)), što znači...
1) Kada pomaknete miš za jedan inč, pokazivač miša pomakne se za 500 točaka
2) Kada pomaknete miš za 500 točaka, pokazivač miša pomakne se za jedan inč
6. Skener se koristi za...
1) Za unos slika i tekstualnih dokumenata u računalo
2) Crtati po njemu posebnom olovkom
3) Pomicanje kursora na ekranu monitora
4) Dobivanje holografskih slika
Izlazni uređaji.................................21
1. Koju vrstu pisača je prikladno koristiti za ispis financijskih dokumenata?
1) Matrični pisač
2) Inkjet pisač
3) Laserski pisač
2. Koju vrstu pisača je prikladno koristiti za ispis sažetaka?
1) Matrični pisač
2) Inkjet pisač
3) Laserski pisač

1. Koju vrstu pisača je prikladno koristiti za ispis fotografija?
1) Matrični pisač
2) Inkjet pisač
3) Laserski pisač
2. Nepoštivanje sanitarnih i higijenskih zahtjeva računala može imati štetan učinak na ljudsko zdravlje...
1) Monitor s katodnom cijevi
2) Monitor s tekućim kristalima
4) Plazma ploče
3. Uređaj koji omogućuje snimanje i očitavanje informacija naziva se...
1) Disk ili uređaj za pohranu

4. Kada isključite računalo, brišu se sve informacije iz...
4) RAM memorija
5) Tvrdi disk
6) Laserski disk
7) Diskete
13. U kojem se uređaju računala pohranjuju informacije?
1) Vanjska memorija;
2) monitor;
3) procesor;
2. Optičke staze su tanje i gušće postavljene na...
1) Digitalni video disk (DVD disk)
2) Kompaktni disk (CD - disk)
3) Disketa
3. Na kojem su disku informacije pohranjene na koncentričnim stazama na kojima se izmjenjuju magnetizirana i nemagnetizirana područja?
1) Na disketi
2) Na CD-u
3) Na DVD-u

4. Ulazni uređaji uključuju...

1) Tvrdi disk, procesor, memorijski moduli, matična ploča, disketa
5. Izlazni uređaji uključuju...
1) Tipkovnica, miš, joystick, svjetleća olovka, skener, digitalna kamera, mikrofon
2) Zvučnici, monitor, pisač, slušalice
3) Tvrdi disk, procesor, memorijski moduli, matična ploča, disketa
6. Program se zove...

7. Računalni program može upravljati radom računala ako se ono nalazi...
1) U RAM-u
2) Na disketi
3) Na tvrdom disku
4) Na CD-u
8. Podaci su...
1) Slijed naredbi koje računalo izvršava tijekom obrade podataka
2) Informacije prikazane u digitalnom obliku i obrađene na računalu
3) Podaci koji imaju ime i pohranjeni su u dugoročnom pamćenju
9. Datoteka je...
1) Tekst ispisan na računalu
2) Informacije prikazane u digitalnom obliku i obrađene na računalu
3) Program ili podatak koji ima ime i pohranjen je u dugoročnoj memoriji

10. Kada brzo formatirate disketu...
1) Direktorij diska se čisti
2) Svi podaci se brišu
3) Disk se defragmentira
4) Provjera se provodi prema

1. Kada je i tko izumio strojeve za brojanje i bušenje? Koji su problemi na njima riješeni?

2. Što je elektromehanički relej? Kada su nastala relejna računala? Koliko su bili brzi?
3. Gdje je i kada napravljeno prvo računalo? Kako se ono zvalo?
4. Koja je bila uloga Johna von Neumanna u stvaranju računala?
5. Tko je bio konstruktor prvih domaćih računala?
6. Na kojoj su elementarnoj bazi nastali strojevi prve generacije? Koje su bile njihove glavne karakteristike?
7. Na kojoj su elementarnoj bazi nastali strojevi druge generacije? Koje su njihove prednosti u odnosu na prvu generaciju računala?
8. Što je integrirani krug? Kada su nastala prva računala s integriranim krugom? Kako su se zvali?
9. Koja su se nova područja primjene računala pojavila pojavom strojeva treće generacije?