VLSI

Гадаргууг суурилуулах зориулалттай орчин үеийн нэгдсэн хэлхээ.

Зөвлөлтийн болон гадаадын дижитал микро схемүүд.

Интеграл(англи. Нэгдсэн хэлхээ, IC, микро схем, микрочип, цахиурын чип, эсвэл чип), ( бичил)схем (IS, IMS, m/skh), чип, микрочип(Англи) чип- гулсуур, хэлтэрхий, чип) - микроэлектрон төхөөрөмж - хагас дамжуулагч болор (эсвэл хальс) дээр хийгдсэн, салгах боломжгүй орон сууцанд байрлуулсан дурын нарийн төвөгтэй электрон хэлхээ. Ихэнхдээ дор байдаг Нэгдсэн хэлхээний(IC) нь электрон хэлхээтэй бодит болор эсвэл хальсыг хэлнэ бичил схем(MS) - орон сууцанд хаалттай IC. Үүний зэрэгцээ "чипийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд" гэсэн илэрхийлэл нь уламжлалт цооногоор гагнасан бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс ялгаатай нь "гадаргуугаар бэхлэх бүрэлдэхүүн хэсгүүд" гэсэн үг юм. Тиймээс "чипийн микро схем" гэж хэлэх нь илүү зөв бөгөөд гадаргуу дээр суурилуулсан микро схем гэсэн үг юм. Одоогийн байдлаар (жил) ихэнх микро схемийг гадаргуу дээр суурилуулсан багц хэлбэрээр үйлдвэрлэдэг.

Өгүүллэг

Микро схемийн шинэ бүтээл нь бага цахилгаан хүчдэлийн үед цахилгаан дамжуулах чанар муутай байдаг нимгэн исэл хальсны шинж чанарыг судлахаас эхэлсэн. Асуудал нь хоёр металл хүрч байгаа газарт цахилгаан холбоо байхгүй эсвэл туйлтай байсан. Энэ үзэгдлийг гүнзгий судалснаар диод, дараа нь транзистор, нэгдсэн хэлхээг нээхэд хүргэсэн.

Дизайн түвшин

• Физик - нэг транзисторыг (эсвэл жижиг бүлгийг) болор дээр нэмэлт бүс хэлбэрээр хэрэгжүүлэх арга.
• Цахилгаан - хэлхээний диаграмм (транзистор, конденсатор, резистор гэх мэт).
• Логик - логик хэлхээ (логик инвертер, OR-NOT, AND-NOT элементүүд гэх мэт).
• Хэлхээ ба системийн түвшин - хэлхээ ба системийн дизайн (флип-флоп, харьцуулагч, кодлогч, декодер, ALU гэх мэт).
• Топологи - үйлдвэрлэлийн топологийн фото маск.
• Програмын түвшин (микроконтроллер ба микропроцессорын хувьд) - программист зориулсан ассемблерийн заавар.

Одоогийн байдлаар ихэнх нэгдсэн хэлхээг CAD ашиглан боловсруулж байгаа бөгөөд энэ нь топологийн фото маск авах үйл явцыг автоматжуулж, ихээхэн хурдасгах боломжийг олгодог.

Ангилал

Интеграцийн зэрэг

Зорилго

Нэгдсэн хэлхээ нь хэчнээн төвөгтэй байсан ч бүхэл бүтэн микрокомпьютер (нэг чиптэй микрокомпьютер) хүртэл бүрэн ажиллагаатай байж болно.

Аналог хэлхээ

• Дохио үүсгэгч
• Аналог үржүүлэгч
• Аналог сулруулагч ба хувьсах өсгөгч
• Цахилгаан хангамжийн тогтворжуулагч
• Цахилгаан хангамжийн хяналтын чипүүдийг солих
• Дохио хувиргагч
• Цагийн хэлхээ
• Төрөл бүрийн мэдрэгч (температур гэх мэт)

Дижитал хэлхээнүүд

• Логик элементүүд
• Буфер хувиргагч
• Санах ойн модулиуд
• (Бичил) процессорууд (компьютерийн CPU-г оруулаад)
• Нэг чиптэй микрокомпьютер
• FPGA - програмчлагдах логик нэгдсэн хэлхээнүүд

Дижитал нэгдсэн хэлхээ нь аналогиас хэд хэдэн давуу талтай байдаг.

• Эрчим хүчний хэрэглээ багассандижитал электроникийн импульсийн цахилгаан дохиог ашиглахтай холбоотой. Ийм дохиог хүлээн авах, хөрвүүлэх үед электрон төхөөрөмжийн идэвхтэй элементүүд (транзисторууд) "түлхүүр" горимд ажилладаг, өөрөөр хэлбэл транзистор нь "нээлттэй" буюу өндөр түвшний дохио (1) эсвэл "хаалттай" байна. ” - (0), эхний тохиолдолд транзисторт хүчдэлийн уналт байхгүй, хоёр дахь тохиолдолд гүйдэл гүйдэггүй. Аль ч тохиолдолд транзисторууд нь ихэвчлэн завсрын (эсэргүүцлийн) төлөвт байдаг аналог төхөөрөмжүүдээс ялгаатай нь эрчим хүчний хэрэглээ 0-тэй ойролцоо байна.
• Дуу чимээний дархлаа өндөрдижитал төхөөрөмжүүд нь өндөр (жишээ нь 2.5 - 5 В) ба бага (0 - 0.5 В) түвшний дохионы хоорондох том ялгаатай холбоотой байдаг. Өндөр түвшнийг бага гэж үзвэл ийм хөндлөнгийн оролцоотойгоор алдаа гарах боломжтой бөгөөд энэ нь магадлал багатай юм. Үүнээс гадна тоон төхөөрөмжид алдаа засах боломжийг олгодог тусгай код ашиглах боломжтой.
• Өндөр ба доод түвшний дохионы хоорондох том ялгаа, тэдгээрийн зөвшөөрөгдөх өөрчлөлтүүдийн нэлээд өргөн хүрээ нь тоон технологийг бий болгодог мэдрэмжгүйдижитал төхөөрөмжийг сонгох, тохируулах хэрэгцээг арилгадаг нэгдсэн технологид элементийн параметрүүдийн зайлшгүй тархалтад.

хагас дамжуулагч Технологийн хөгжил хангалтгүй байсан тул тэр жилүүдэд эдгээр саналыг хэрэгжүүлэх боломжгүй байв.

1958 оны сүүлч, 1959 оны эхний хагаст хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлд нээлт болов. Америкийн гурван хувийн корпорацийг төлөөлсөн гурван хүн нэгдсэн хэлхээг бүтээхэд саад болж байсан гурван үндсэн асуудлыг шийдсэн. Jack Kilby-аас Texas Instrumentsхослолын зарчмыг патентжуулж, IP-ийн анхны, төгс бус прототипийг бүтээж, масс үйлдвэрлэлд нэвтрүүлсэн. Курт Леговец Sprague Electric компанинэг хагас дамжуулагч чип (p-n уулзвар тусгаарлагч) дээр үүссэн цахилгаан тусгаарлах эд ангиудын аргыг зохион бүтээсэн. P-n  уулзвар-тусгаарлалт)). Роберт Нойс Fairchild Хагас дамжуулагч IC бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг цахилгаанаар холбох аргыг (хөнгөн цагаан металлжуулалт) зохион бүтээж, Жан Хернигийн хамгийн сүүлийн үеийн хавтгай технологид суурилсан бүрэлдэхүүн хэсгийн тусгаарлагчийн сайжруулсан хувилбарыг санал болгов. Жан Хоерни). 1960 оны 9-р сарын 27-нд Жей Ласт хамтлаг Jay Сүүлд) үүсгэсэн Fairchild Semiconductorанхны ажил хагас дамжуулагчНойс, Эрни хоёрын санаан дээр үндэслэсэн IP. Texas Instruments, Килбигийн шинэ бүтээлийн патентыг эзэмшиж байсан бөгөөд өрсөлдөгчдийн эсрэг патентын дайн эхлүүлсэн бөгөөд энэ нь 1966 онд олон улсын лицензийн технологийн талаархи дэлхийн хэлэлцээрээр дууссан.

Дээр дурдсан цувралын анхны логик IC-ууд нь шууд утгаараа бүтээгдсэн СтандартХэмжээ, тохиргоог технологийн процессоор тодорхойлсон бүрэлдэхүүн хэсгүүд. Тодорхой гэр бүлийн логик IC-ийг зохион бүтээсэн хэлхээний дизайнерууд ижил стандарт диод ба транзистороор ажилладаг байв. 1961-1962 онд тэргүүлэх хөгжүүлэгч дизайны парадигмыг эвдсэн СильваниаТом Лонго анх удаа өөр өөр IC-г нэг дор ашиглаж байна хэлхээнд гүйцэтгэх үүргээс хамааран транзисторуудын тохиргоо. 1962 оны сүүлээр СильваниаЛонгогийн боловсруулсан анхны транзистор-транзистор логик (TTL) гэр бүлийг эхлүүлсэн нь түүхэндээ зах зээлд удаан хугацаанд байр сууриа олж чадсан анхны нэгдсэн логик юм. Аналог хэлхээний хувьд энэ түвшний нээлтийг 1964-1965 онд үйл ажиллагааны өсгөгч хөгжүүлэгч хийсэн. ФэйрчайлдБоб-Видлар.

Дотоодын анхны микро схемийг 1961 онд Л.Н.Колесовын удирдлаган дор TRTI (Таганрог радио инженерийн хүрээлэн) дээр бүтээжээ. Энэхүү үйл явдал нь тус улсын шинжлэх ухааны нийгэмлэгийн анхаарлыг татсан бөгөөд TRTI нь өндөр найдвартай микроэлектроник төхөөрөмжийг бий болгох, түүний үйлдвэрлэлийг автоматжуулах асуудлаар Дээд боловсролын яамны тогтолцоонд тэргүүлэгчээр батлагджээ. Л.Н.Колесов өөрөө энэ асуудлыг зохицуулах зөвлөлийн даргаар томилогдсон.

ЗСБНХУ-д анхны эрлийз зузаан хальстай нэгдсэн хэлхээг (201 цуврал "Трейл") 1963-65 онд Нарийвчлалын технологийн судалгааны хүрээлэнд ("Ангстрем") боловсруулж, 1965 оноос хойш үйлдвэрлэжээ. Бүтээн байгуулалтад NIEM (одоогийн Аргон шинжлэх ухааны судалгааны хүрээлэн)-ийн мэргэжилтнүүд оролцсон.

ЗСБНХУ-ын анхны хагас дамжуулагч нэгдсэн хэлхээг 1960 оны эхээр NII-35 (тэр үед Пульсар судалгааны хүрээлэн гэж өөрчилсөн) дээр NIIME (Микрон) руу шилжүүлсэн баг боловсруулсан хавтгай технологийн үндсэн дээр бүтээжээ. Дотоодын анхны цахиурын нэгдсэн хэлхээг бий болгох нь TS-100 цуврал цахиурын хэлхээг цэргийн хүлээн зөвшөөрч боловсруулах, үйлдвэрлэхэд төвлөрсөн байв (37 элемент - Америкийн аналоги флип-флопын хэлхээний нарийн төвөгтэй байдалтай дүйцэхүйц). IC цуврал С.Н-51 компани Texas Instruments). Цахиурын нэгдсэн хэлхээний загвар болон үйлдвэрлэлийн дээжийг хуулбарлах зорилгоор АНУ-аас авсан. Уг ажлыг NII-35 (захирал Трутко) болон Фрязиногийн хагас дамжуулагчийн үйлдвэр (захирал Колмогоров) дээр баллистик пуужингийн чиглүүлэгч системд бие даасан өндөр хэмжигч ашиглах хамгаалалтын захиалгын дагуу гүйцэтгэсэн. Энэхүү хөгжүүлэлт нь TS-100 цувралын зургаан стандарт нэгдсэн цахиурын хавтгай хэлхээг багтаасан бөгөөд туршилтын үйлдвэрлэлийг зохион байгуулснаар NII-35-д гурван жил (1962-1965 он) зарцуулсан. Фрязино хотод (1967) цэргийн зөвшөөрлөөр үйлдвэрийн үйлдвэрлэлийг хөгжүүлэхэд дахин хоёр жил зарцуулсан.

Үүний зэрэгцээ Воронежийн хагас дамжуулагч төхөөрөмжийн үйлдвэр (одоо -) дахь төв дизайны товчоонд нэгдсэн хэлхээг боловсруулах ажлыг хийжээ. 1965 онд Электроникийн аж үйлдвэрийн сайд А.И.Шокиний VZPP-д зочлох үеэр тус үйлдвэрт цахиурын цул хэлхээ - R&D "Титан" бий болгох судалгааны ажил хийхийг даалгасан (8-р сарын 16-ны өдрийн 92-р яамны тушаал). 1965), оны эцэс гэхэд хугацаанаас нь өмнө дуусгасан. Уг сэдвийг Улсын комисст амжилттай хүргүүлж, 104 ширхэг диод-транзистор логик микро схем нь хатуу биетийн микроэлектроникийн салбарын анхны тогтмол ололт болсон нь 1965 оны 12-р сарын 30-ны өдрийн ОБХЭ-ийн 403 тоот тушаалд тусгагдсан байдаг.

Дизайн түвшин

Одоогийн байдлаар (2014) ихэнх нэгдсэн хэлхээг тусгай CAD системийг ашиглан зохион бүтээсэн бөгөөд энэ нь үйлдвэрлэлийн процессыг автоматжуулах, хурдасгах, жишээлбэл, топологийн фото маск авах боломжийг олгодог.

Ангилал

Интеграцийн зэрэг

Интеграцчлалын зэргээс хамааран интеграл хэлхээний дараах нэрсийг ашигладаг.

• жижиг нэгдсэн хэлхээ (MIS) - нэг чип бүрт 100 хүртэл элемент,
• дунд нэгдсэн хэлхээ (SIS) - нэг чип тутамд 1000 хүртэл элемент,
• том нэгдсэн хэлхээ (LSI) - нэг чип тутамд 10 мянга хүртэлх элемент,
• хэт том хэмжээний нэгдсэн хэлхээ (VLSI) - болор дахь 10 мянга гаруй элемент.

Өмнө нь одоо хуучирсан нэрсийг бас ашиглаж байсан: хэт том хэмжээний нэгдсэн хэлхээ (ULSI) - болор дахь 1-10 саяас 1 тэрбум элемент, заримдаа гига том хэмжээний нэгдсэн хэлхээ (GBIC) - 1-ээс дээш. болор дахь тэрбум элемент. Одоогийн байдлаар 2010-аад онд "UBIS" ба "GBIS" гэсэн нэрийг бараг ашигладаггүй бөгөөд 10 мянгаас дээш элемент бүхий бүх микро схемийг VLSI гэж ангилдаг.

Үйлдвэрлэлийн технологи

• Хагас дамжуулагч чип - бүх элементүүд ба элемент хоорондын холболтыг нэг хагас дамжуулагч болор (жишээлбэл, цахиур, германий, галлийн арсенид, гафний исэл) дээр хийдэг.

• Кино нэгдсэн хэлхээ - бүх элементүүд ба элемент хоорондын холболтыг хальс хэлбэрээр хийдэг.
  • зузаан хальс бүхий нэгдсэн хэлхээ;
  • нимгэн хальсан нэгдсэн хэлхээ.
• Гибрид чип (ихэвчлэн нэрлэдэг бичил угсралт), хэд хэдэн диод, транзистор ба/эсвэл бусад электрон идэвхтэй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулдаг. Мөн бичил угсралтад савлаагүй интеграл хэлхээг оруулж болно. Идэвхгүй бичил угсралтын эд ангиудыг (резистор, конденсатор, индуктор) ихэвчлэн хайбрид чипийн нийтлэг, ихэвчлэн керамик субстрат дээр нимгэн хальс эсвэл зузаан хальсан технологи ашиглан үйлдвэрлэдэг. Бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй бүх субстратыг нэг битүүмжилсэн орон сууцанд байрлуулна.
• Холимог микро схем - хагас дамжуулагч талстаас гадна талст гадаргуу дээр байрлах нимгэн хальсан (зузаан хальс) идэвхгүй элементүүдийг агуулдаг.

Боловсруулсан дохионы төрөл

Үйлдвэрлэлийн технологи

Логикийн төрлүүд

Аналог микро схемийн гол элемент нь транзистор (хоёр туйлт эсвэл талбайн нөлөө) юм. Транзисторын үйлдвэрлэлийн технологийн ялгаа нь микро схемийн шинж чанарт ихээхэн нөлөөлдөг. Тиймээс микро схемийн тодорхойлолтод үйлдвэрлэлийн технологийг ихэвчлэн зааж өгдөг бөгөөд ингэснээр микро схемийн шинж чанар, чадварын ерөнхий шинж чанарыг онцлон тэмдэглэдэг. Орчин үеийн технологиуд нь хоёр туйлт болон талбарт транзисторын технологийг хослуулан бичил схемийн гүйцэтгэлийг сайжруулдаг.

• Нэг туйлт (талбайн нөлөө) транзистор дээр суурилсан микро схемүүд нь хамгийн хэмнэлттэй (одоогийн хэрэглээний хувьд):
  • MOS логик (металл-оксид-хагас дамжуулагч логик) - микро схемийг хээрийн транзисторуудаас бүрдүүлдэг. n-MOS эсвэл х-MOS төрөл;
  • CMOS логик (нэмэлт MOS логик) - микро схемийн логик элемент бүр нь нэмэлт (нэмэлт) талбарт үр дүнтэй транзисторуудаас бүрдэнэ. n-MOS болон х-MOP).
• Биполяр транзистор дээр суурилсан бичил схемүүд:
  • RTL - резистор-транзистор логик (хуучирсан, TTL-ээр солигдсон);
  • DTL - диод-транзистор логик (хуучирсан, TTL-ээр солигдсон);
  • TTL - транзистор-транзистор логик - бичил схемийг оролтод олон эмиттерт транзистор бүхий хоёр туйлт транзистороор хийсэн;
  • TTLSh - Schottky диод бүхий транзистор-транзистор логик - Schottky эффект бүхий биполяр транзисторыг ашигладаг сайжруулсан TTL;
  • ECL - ялгаруулагч хосолсон логик - биполяр транзисторууд дээр ажиллах горим нь ханалтын горимд орохгүй байхаар сонгогддог - энэ нь гүйцэтгэлийг ихээхэн нэмэгдүүлдэг;
  • IIL - интеграл тарилгын логик.
• Талбайн эффект ба хоёр туйлт транзисторыг ашигладаг микро схемүүд:

Нэг төрлийн транзисторыг ашиглан чипийг статик эсвэл динамик гэх мэт өөр өөр арга зүйгээр үүсгэж болно.

CMOS болон TTL (TTLS) технологи нь хамгийн түгээмэл логик чип юм. Одоогийн хэрэглээг хэмнэх шаардлагатай бол CMOS технологийг ашигладаг бөгөөд хурд илүү чухал, эрчим хүчний хэрэглээг хэмнэх шаардлагагүй бол TTL технологийг ашигладаг. CMOS микро схемийн сул тал нь статик цахилгаанд өртөмтгий байдаг - микро схемийн гаралтын хэсэгт гараараа хүрэхэд л түүний бүрэн бүтэн байдал баталгаажихаа больсон. TTL болон CMOS технологи хөгжихийн хэрээр микро схемийн параметрүүд ойртож байгаа бөгөөд үүний үр дүнд жишээлбэл, CMOS технологийг ашиглан 1564 цуврал микро схемийг хийсэн бөгөөд хайрцагт ажиллах чадвар, байршил нь TTL технологитой төстэй юм.

ESL технологийг ашиглан үйлдвэрлэсэн микро схемүүд нь хамгийн хурдан боловч хамгийн их эрчим хүч зарцуулдаг бөгөөд хамгийн чухал параметр нь тооцооллын хурд байсан тохиолдолд компьютерийн тоног төхөөрөмжийн үйлдвэрлэлд ашиглагддаг. ЗХУ-д ES106x төрлийн хамгийн бүтээмжтэй компьютеруудыг ESL микро схем дээр үйлдвэрлэдэг байв. Өнөө үед энэ технологийг бараг ашигладаггүй.

Технологийн процесс

Микро схемийг үйлдвэрлэхэд фотолитографийн аргыг (проекц, контакт гэх мэт) ашигладаг бөгөөд энэ хэлхээг алмаазан диск бүхий цахиурын нэг талстыг нимгэн өрөм болгон хайчлах замаар олж авсан субстрат (ихэвчлэн цахиур) дээр үүсгэдэг. Микро схемийн элементүүдийн шугаман хэмжээ багатай тул гэрэлтүүлгийн зориулалтаар харагдахуйц гэрэл, тэр ч байтугай хэт ягаан туяаны цацрагийг ашиглахаа больсон.

Дараах процессоруудыг хэт ягаан туяаны цацраг (ArF excimer laser, долгионы урт 193 нм) ашиглан үйлдвэрлэсэн. Дунджаар салбарын тэргүүлэгчид ITRS төлөвлөгөөний дагуу 2 жил тутамд шинэ технологийн процессуудыг нэвтрүүлж, нэгж талбайд ногдох транзисторын тоог хоёр дахин нэмэгдүүлсэн: 45 нм (2007), 32 нм (2009), 22 нм (2011), 14 нм үйлдвэрлэл эхэлсэн. 2014 онд 10 нм процессыг 2018 онд хөгжүүлэх төлөвтэй байна.

2015 онд шинэ технологийн процессыг нэвтрүүлэх нь удааширна гэсэн тооцоо гарсан.

Чанарын шалгалт

Нэгдсэн хэлхээний чанарыг хянахын тулд туршилтын бүтэц гэж нэрлэгддэг өргөн хэрэглэгддэг.

Зорилго

Нэгдсэн хэлхээ нь хэчнээн төвөгтэй байсан ч бүхэл бүтэн микрокомпьютер (нэг чиптэй микрокомпьютер) хүртэл бүрэн ажиллагаатай байж болно.

Аналог хэлхээ

• Шүүлтүүр (пьезоэлектрик эффектийг оруулаад).
• Аналог үржүүлэгчид.
• Аналог сулруулагч ба хувьсах өсгөгч.
• Цахилгаан хангамжийн тогтворжуулагч: хүчдэл ба гүйдлийн тогтворжуулагч.
• Цахилгаан хангамжийн хяналтын микро схемийг солих.
• Дохио хувиргагч.
• Синхрончлолын хэлхээ.
• Төрөл бүрийн мэдрэгч (жишээлбэл, температур).

Дижитал хэлхээнүүд

• Буфер хувиргагч
• (Бичил) процессорууд (компьютерийн CPU-г оруулаад)
• Чип ба санах ойн модулиуд
• FPGAs (програмчлагдах логик нэгдсэн хэлхээнүүд)

Дижитал нэгдсэн хэлхээ нь аналогиас хэд хэдэн давуу талтай байдаг.

• Эрчим хүчний хэрэглээ багассандижитал электроникийн импульсийн цахилгаан дохиог ашиглахтай холбоотой. Ийм дохиог хүлээн авах, хөрвүүлэх үед электрон төхөөрөмжийн идэвхтэй элементүүд (транзисторууд) "түлхүүр" горимд ажилладаг, өөрөөр хэлбэл транзистор нь "нээлттэй" буюу өндөр түвшний дохио (1) эсвэл "хаалттай" байна. ” - (0), эхний тохиолдолд транзисторт хүчдэлийн уналт байхгүй, хоёр дахь тохиолдолд гүйдэл гүйдэггүй. Аль ч тохиолдолд транзисторууд ихэвчлэн завсрын (идэвхтэй) төлөвт байдаг аналог төхөөрөмжүүдээс ялгаатай нь эрчим хүчний хэрэглээ 0-тэй ойролцоо байна.
• Дуу чимээний дархлаа өндөрдижитал төхөөрөмжүүд нь өндөр (жишээлбэл, 2.5-5 В) ба бага (0-0.5 В) түвшний дохионы хоорондох том ялгаатай холбоотой байдаг. Ийм интерференцийн түвшинд төлөвийн алдаа гарч болзошгүй тул өндөр түвшинг бага түвшин гэж тайлбарлаж, эсрэгээр нь тайлбарлах магадлал багатай. Үүнээс гадна тоон төхөөрөмжид алдаа засах боломжийг олгодог тусгай код ашиглах боломжтой.
• Өндөр ба доод түвшний дохионы төлөв байдлын түвшний ялгаа (логик "0" ба "1") ба тэдгээрийн зөвшөөрөгдөх өргөн хүрээний өөрчлөлт нь дижитал технологийг нэгдсэн технологид элементийн параметрүүдийн зайлшгүй тархалтад мэдрэмтгий болгодог. дижитал төхөөрөмжүүдийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг сонгох, тохируулах элементүүдийг тохируулах хэрэгцээ.

Аналог-тоон хэлхээнүүд

• дижитал-аналог (DAC) ба аналог-тоон хувиргагч (ADC);
• дамжуулагч (жишээлбэл, интерфэйс хувиргагч Ethernet);
• модулятор ба демодулятор;
  • радио модемууд
  • телетекст, VHF радио текст декодлогч
  • Fast Ethernet болон оптик дамжуулагч
  • Dial-Upмодемууд
  • дижитал ТВ хүлээн авагч
  • оптик хулганы мэдрэгч
• электрон төхөөрөмжүүдийн цахилгаан хангамжийн микро схемүүд - тогтворжуулагч, хүчдэл хувиргагч, цахилгаан унтраалга гэх мэт;
• дижитал сулруулагч;
• фазын түгжигдсэн гогцоо (PLL) хэлхээ;
• цаг синхрончлолын генератор ба давтамж сэргээгч;
• суурь матриц кристалууд (BMC): аналог болон дижитал хэлхээг хоёуланг нь агуулдаг;

Чип цуврал

Аналог болон дижитал микро схемийг цувралаар үйлдвэрлэдэг. Цуврал гэдэг нь нэг загвар, технологийн загвартай, хамтын хэрэглээнд зориулагдсан бичил схемүүдийн бүлэг юм. Ижил цувралын микро схемүүд нь дүрмээр бол цахилгаан тэжээлийн ижил хүчдэлтэй бөгөөд оролт, гаралтын эсэргүүцэл, дохионы түвшний хувьд таарч байна.

Орон сууц

Тодорхой нэрс

Хууль эрх зүйн хамгаалалт

ОХУ-ын хууль тогтоомж нь нэгдсэн хэлхээний топологийг хууль эрх зүйн хамгаалалтаар хангадаг. Нэгдсэн хэлхээний топологи нь нэгдсэн хэлхээний элементүүдийн багцын орон зайн-геометрийн зохион байгуулалт ба тэдгээрийн хоорондын холболтыг материаллаг зөөгч дээр тэмдэглэсэн (1448-р зүйл)

Нэгдсэн хэлхээ (IC)нь дохио хувиргах, боловсруулах функцийг гүйцэтгэдэг микроэлектроник бүтээгдэхүүн бөгөөд элементүүдийн нягт баглаа боодол нь элементүүдийн хоорондох бүх холболт, холболтууд нь нэг бүхэл юм.

IC-ийн салшгүй хэсэг нь цахилгаан ба радио элементийн (транзистор, резистор гэх мэт) үүрэг гүйцэтгэдэг элементүүд бөгөөд бие даасан бүтээгдэхүүн болгон салгах боломжгүй юм. Энэ тохиолдолд олшруулах эсвэл бусад дохио хувиргах функцийг гүйцэтгэдэг IC элементүүдийг (диод, транзистор гэх мэт) идэвхтэй гэж нэрлэдэг ба шугаман дамжуулах функцийг (резистор, конденсатор, индуктор) хэрэгжүүлдэг элементүүдийг идэвхгүй гэж нэрлэдэг.

Нэгдсэн хэлхээний ангилал:

Үйлдвэрлэлийн аргаар:

Интеграцийн зэрэглэлийн дагуу.

Мэдээллийн системийн интеграцчлалын зэрэг нь түүнд агуулагдах элемент, бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тоогоор тодорхойлогддог нарийн төвөгтэй байдлын үзүүлэлт юм. Интеграцийн зэргийг томъёогоор тодорхойлно

Энд k нь хамгийн ойрын том бүхэл тоо хүртэл бөөрөнхийлсөн интегралчлалын зэргийг тодорхойлдог коэффициент, N нь IS-д багтсан элемент ба бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тоо юм.

Интеграцийн түвшинг тоон байдлаар тодорхойлохын тулд дараах нэр томъёог ихэвчлэн ашигладаг: хэрэв k ? 1, IC нь 1 бол энгийн IC гэж нэрлэгддэг< k ? 2 - средней ИС (СИС), если 2 < k ? 4 - большой ИС (БИС), если k ?4 - сверхбольшой ИС (СБИС).

Интеграцийн зэргээс гадна өөр нэг үзүүлэлтийг элементүүдийн нягтрал болгон ашигладаг - болорын нэгж талбайд ногдох элементүүдийн тоо (ихэнхдээ транзисторууд). Энэ үзүүлэлт нь технологийн түвшинг голчлон тодорхойлдог бөгөөд одоогоор 1000 гаруй элемент / мм 2 байна.

Кино нэгдсэн хэлхээ- эдгээр нь нэгдмэл хэлхээнүүд бөгөөд тэдгээрийн элементүүд нь диэлектрик суурийн гадаргуу дээр хальс хэлбэрээр хадгалагддаг. Тэдний онцлог нь тэд цэвэр хэлбэрээр байдаггүй. Эдгээр нь зөвхөн идэвхгүй элементүүдийг үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг - резистор, конденсатор, дамжуулагч, индуктор.

Цагаан будаа. 1. Кино эрлийз IC-ийн бүтэц: 1, 2 - доод ба дээд конденсаторын хавтан, 3 - диэлектрик давхарга, 4 - утас холбогч автобус, 5 - суурилуулсан транзистор, 6 - хальсан эсэргүүцэл, 7 - зүү терминал, 8 - диэлектрик субстрат

Гибрид IC нь идэвхгүй элементүүд (резистор, конденсатор, дэвсгэр) ба салангид идэвхтэй элементүүд (диод, транзистор) -аас бүрдэх нимгэн хальсан микро схем юм. Зураг дээр үзүүлсэн эрлийз IC. 1, диэлектрик субстрат нь хальсан конденсатор ба резисторыг суурилуулсан ба угсарсан транзистор бөгөөд түүний суурь нь конденсаторын дээд хавтантай маш нимгэн утас хэлбэрээр автобусаар холбогддог.

Хагас дамжуулагч IC-дБүх элементүүд болон элемент хоорондын холболтыг хагас дамжуулагч талстыг бөөнөөр нь болон гадаргуу дээр хийдэг. Хагас дамжуулагч IC нь хавтгай хагас дамжуулагч талст (субстрат) бөгөөд түүний гадаргуугийн давхаргад янз бүрийн технологийн техникийг ашиглан цахилгаан хэлхээний элементүүдтэй тэнцэх орон нутгийн хэсгүүд (диод, транзистор, конденсатор, резистор гэх мэт) үүсдэг. гадаргууг хальсан металл холболтоор (харилцан холболт).

Хагас дамжуулагч IC-ийн субстрат нь 60 - 150 мм диаметртэй, 0.2 - 0.4 мм зузаантай цахиур, германий эсвэл галлийн арсенидын дугуй хавтан юм.

Хагас дамжуулагч субстрат нь олон тооны IC-ийг нэгэн зэрэг үйлдвэрлэдэг бүлгийн ажлын хэсэг (Зураг 2) юм.

Цагаан будаа. 2. Бүлэг цахиур хавтан: 1 - үндсэн зүсэлт, 2 - бие даасан талстууд (чипүүд)

Технологийн үндсэн үйлдлүүдийг хийж дууссаны дараа үүнийг хэсэг болгон хуваасан - талст 2, мөн чипс гэж нэрлэдэг. Кристал талуудын хэмжээ нь 3-аас 10 мм-ийн хооронд байж болно. Хавтангийн суурь зүсэлт 1 нь янз бүрийн технологийн процессын явцад түүнийг чиглүүлэхэд үйлчилдэг.

Хавтгай технологийн аргыг ашиглан хагас дамжуулагчийн орон нутгийн хэсгүүдийг зохих нэмэлтээр хийсэн транзистор, диод, резистор ба конденсаторын хагас дамжуулагч IC-ийн элементүүдийн бүтцийг Зураг дээр үзүүлэв. 3, а-д. Хавтгай технологи нь IC элементүүдийн бүх терминалууд нь гадаргуу дээр нэг хавтгайд байрладаг бөгөөд нимгэн хальсан холболтыг ашиглан цахилгаан хэлхээнд нэгэн зэрэг холбогдсоноор тодорхойлогддог. Хавтгай технологийн тусламжтайгаар бүлгийн боловсруулалтыг хийдэг, өөрөөр хэлбэл нэг технологийн процессын явцад олон тооны IC-ийг субстрат дээр үйлдвэрлэдэг бөгөөд энэ нь өндөр бүтээмж, үр ашгийг хангаж, үйлдвэрлэлийг автоматжуулах боломжийг олгодог.

Цагаан будаа. 3. Хагас дамжуулагч IC-ийн элементүүдийн бүтэц: a - транзистор, b - диод, в - резистор, d - конденсатор, 1 - нимгэн хальсан контакт, 2 - диэлектрик давхарга, H - ялгаруулагч; 4 - суурь, 5 - коллектор, 6 - катод, 7 - анод, 8 - тусгаарлагч давхарга; 9 - эсэргүүцэлтэй давхарга, 10 - тусгаарлагч давхарга, 11 - хавтан, 12, 14 - конденсаторын дээд ба доод электродууд, 13 - диэлектрик давхарга

Хосолсон IC-дХагас дамжуулагчийн хувилбар болох (Зураг 4) цахиурын субстрат дээр хагас дамжуулагч болон нимгэн хальсан элементүүдийг үүсгэдэг. Эдгээр хэлхээний давуу тал нь хатуу биед өгөгдсөн эсэргүүцэлтэй резисторуудыг үйлдвэрлэхэд технологийн хувьд хэцүү байдаг, учир нь энэ нь нэмэлт хагас дамжуулагч давхаргын зузаанаас гадна зузаан дахь эсэргүүцлийн хуваарилалтаас хамаардаг. Эсэргүүцлийг үйлдвэрлэсний дараа эсэргүүцлийг нэрлэсэн утгад тохируулах нь бас ихээхэн бэрхшээл учруулдаг. Хагас дамжуулагч резисторууд нь температурын мэдэгдэхүйц хамааралтай байдаг бөгөөд энэ нь IC хөгжлийг улам хүндрүүлдэг.

Цагаан будаа. 4. Хосолсон IC-ийн бүтэц: 1 - цахиурын давхар ислийн хальс, 2 - диод, 3 - хэлхээний хэлхээний холболт, 4 - нимгэн хальсан резистор, 5, 6, 7 - нимгэн хальсан конденсатор ба диэлектрикийн дээд ба доод электродууд, 8 - нимгэн хальсан контактууд, 9 - транзистор, 10 - цахиур хавтан.

Үүнээс гадна хатуу биетэд конденсатор үүсгэх нь бас маш хэцүү байдаг. Хагас дамжуулагч IC-ийн резистор ба конденсаторын үнэлгээг өргөжүүлэх, гүйцэтгэлийн шинж чанарыг сайжруулахын тулд хоорондоо холбогдсон хэлхээний технологи гэж нэрлэгддэг нимгэн хальсан технологид суурилсан хосолсон технологийг боловсруулсан. Энэ тохиолдолд IC-ийн идэвхтэй элементүүдийг (нэрлэсэн эсэргүүцлийн хувьд чухал биш зарим резисторууд) тархалтын аргыг ашиглан цахиурын болорын биед үйлдвэрлэдэг бөгөөд дараа нь идэвхгүй элементүүд - резисторууд, конденсаторууд ба харилцан холболтууд байдаг. киноны вакуум хуримтлалаас үүсдэг (кино IC-ийн адил).

Электроникийн элементийн суурь нь улам бүр өсөн нэмэгдэж буй хурдацтай хөгжиж байна. Үе бүр тодорхой цаг үед гарч ирснээр хамгийн үндэслэлтэй чиглэлд сайжирсаар байна. Цахим бүтээгдэхүүний хөгжил нь үйл ажиллагааны нарийн төвөгтэй байдал, найдвартай байдал, ашиглалтын хугацааг нэмэгдүүлэх, ерөнхий хэмжээс, жин, зардал, эрчим хүчний хэрэглээг багасгах, технологийг хялбаршуулах, электрон төхөөрөмжийн параметрүүдийг сайжруулах чиглэлд шилжиж байна.

Микроэлектроникийг бие даасан шинжлэх ухаан болгон бий болгох нь арвин туршлага, салангид хагас дамжуулагч төхөөрөмж үйлдвэрлэх үйлдвэрлэлийн суурийг ашигласны ачаар боломжтой болсон. Гэсэн хэдий ч хагас дамжуулагч электроник хөгжихийн хэрээр электрон үзэгдэл, тэдгээрт суурилсан системийг ашиглахад ноцтой хязгаарлалтууд тодорхой болсон. Тиймээс микроэлектроник нь хагас дамжуулагчийн нэгдсэн технологийг боловсронгуй болгох, шинэ физик үзэгдлийг ашиглах чиглэлд хурдацтай хөгжиж байна. радио электрон нэгдсэн хэлхээ

Микроэлектроникийн бүтээгдэхүүн: янз бүрийн түвшний интеграцийн нэгдсэн хэлхээ, микро угсралт, микропроцессор, мини болон микро компьютерууд нь өмнөх үеийн тоног төхөөрөмжөөс илүү сайн ялгаатай функциональ нарийн төвөгтэй радио, тооцоолох төхөөрөмжийн дизайн, үйлдвэрлэлийн үйлдвэрлэлийг хийх боломжтой болсон. параметрүүд, өндөр найдвартай байдал, үйлчилгээний хугацаа, богино эрчим хүчний хэрэглээ, зардал. Микроэлектроникийн бүтээгдэхүүнд суурилсан төхөөрөмжийг хүний ​​үйл ажиллагааны бүхий л салбарт өргөнөөр ашигладаг.

Микроэлектроник нь компьютерийн тусламжтайгаар дизайны систем, үйлдвэрлэлийн робот, автомат ба автомат үйлдвэрлэлийн шугам, харилцаа холбооны тоног төхөөрөмж болон бусад олон зүйлийг бий болгоход хувь нэмэр оруулдаг.

Эхний шат

Эхний үе шатанд 1809 онд Оросын инженер Ладыгин улайсдаг чийдэнг зохион бүтээсэн явдал байв.

1874 онд Германы эрдэмтэн Браун металл-хагас дамжуулагчийн контактыг засах нөлөөг нээсэн. Оросын зохион бүтээгч Попов энэхүү эффектийг радио дохиог илрүүлэхэд ашигласан нь түүнд анхны радио хүлээн авагчийг бүтээх боломжийг олгосон юм. 1895 оны 5-р сарын 7-нд Попов Санкт-Петербургт Оросын Физик-химийн нийгэмлэгийн физикийн тэнхимийн хурал дээр илтгэл тавьж, үзүүлбэр үзүүлсэн үед радиог зохион бүтээсэн он сар өдөр гэж үздэг. Янз бүрийн улс орнуудад янз бүрийн төрлийн энгийн бөгөөд найдвартай өндөр давтамжийн чичиргээ мэдрэгч болох детекторуудыг хөгжүүлж, судалгаа хийсэн.

Хоёр дахь үе шат

Электроникийн хөгжлийн хоёр дахь шат нь 1904 онд Английн эрдэмтэн Флеминг цахилгаан вакуум диод зохион бүтээснээр эхэлсэн. Үүний дараа 1907 онд анхны өсгөгч хоолой болох триодыг зохион бүтээжээ.

1913 - 1919 он бол цахим технологийн эрчимтэй хөгжлийн үе байв. 1913 онд Германы инженер Майснер хоолойн нөхөн сэргээгдэх хүлээн авагчийн хэлхээг зохион бүтээж, триод ашиглан унтрахгүй гармоник хэлбэлзлийг олж авсан.

Орос улсад анхны радио гуурсыг 1914 онд Санкт-Петербург хотод Оросын утасгүй цахилгаан холбооны нийгэмлэгийн зөвлөх, ЗХУ-ын ШУА-ийн ирээдүйн академич Николай Дмитриевич Папалекси үйлдвэрлэж байжээ.

Гурав дахь шат

Электроникийн хөгжлийн гурав дахь үе бол цэгийн транзисторыг зохион бүтээсэнээс эхэлсэн салангид хагас дамжуулагч төхөөрөмжийг бий болгох, хэрэгжүүлэх үе юм. 1946 онд Белл телефоны лабораторид Уильям Шокли тэргүүтэй бүлэг байгуулагдаж, Цахиур, Герман дахь хагас дамжуулагчийн шинж чанарын судалгааг хийжээ. Тус бүлэг нь өөр өөр төрлийн цахилгаан дамжуулах чадвартай хоёр хагас дамжуулагчийн хоорондох физик процессын онолын болон туршилтын судалгааг хийсэн. Үүний үр дүнд гурван электродын хагас дамжуулагч төхөөрөмжийг зохион бүтээжээ - транзистор. Цэнэг тээвэрлэгчдийн тооноос хамааран транзисторуудыг дараахь байдлаар хуваадаг.

• - нэг туйлт медиа ашигласан нэг туйлт (талбар).
• - хоёр туйлт, өөр өөр туйлт тээгч (электрон ба нүх) ашигласан.

Транзисторыг зохион бүтээсэн нь электроникийн түүхэн дэх чухал үйл явдал байсан тул түүний зохиогчид болох Жон Бардин, Уолтер Браттайн, Уильям Шокли нар 1956 онд Физикийн салбарт Нобелийн шагнал хүртжээ.

Микроэлектроникийн үүсэл

Хоёр туйлт хээрийн эффекттэй транзистор бий болсноор жижиг хэмжээтэй компьютерийг хөгжүүлэх санаанууд хэрэгжиж эхэлсэн. Тэдгээрийн үндсэн дээр тэд нисэх онгоц, сансрын технологийн цахим системийг бий болгож эхлэв. Эдгээр төхөөрөмжүүд нь олон мянган бие даасан электрорадио элементүүдийг агуулж байсан бөгөөд үүнээс илүү ихийг байнга шаарддаг тул техникийн хүндрэлүүд гарч ирэв. Цахим системийн элементүүдийн тоо нэмэгдэхийн хэрээр угсралтын дараа шууд ажиллах, ирээдүйд системийн найдвартай байдлыг хангах бараг боломжгүй байв. Суурилуулалт, угсралтын ажлын чанарын асуудал нь радио электрон төхөөрөмжийн найдвартай ажиллагаа, найдвартай байдлыг хангахад үйлдвэрлэгчдийн гол асуудал болжээ. Харилцан холболтын асуудлыг шийдэх нь микроэлектроник үүсэх урьдчилсан нөхцөл болсон. Ирээдүйн микро схемийн загвар нь хэвлэмэл хэлхээний самбар байсан бөгөөд бүх дан дамжуулагчийг бүхэлд нь нэгтгэж, тугалган цаасны диэлектрикийн хавтгайгаар зэс тугалган цаасыг сийлбэрлэх замаар бүлгийн аргаар нэгэн зэрэг үйлдвэрлэдэг. Энэ тохиолдолд интеграцийн цорын ганц төрөл бол дамжуулагч юм. Хэдийгээр хэвлэмэл хэлхээний хавтанг ашиглах нь жижигрүүлэх асуудлыг шийдэж чадахгүй ч харилцан холболтын найдвартай байдлыг нэмэгдүүлэх асуудлыг шийддэг. Хэвлэмэл хэлхээний хавтанг үйлдвэрлэх технологи нь дамжуулагчаас бусад идэвхгүй элементүүдийг нэгэн зэрэг үйлдвэрлэх боломжийг олгодоггүй. Тийм ч учраас хэвлэмэл хэлхээний самбар нь орчин үеийн утгаараа интеграл хэлхээ болж хөгжөөгүй юм. Зузаан бүрхүүлтэй эрлийз хэлхээг анх 40-өөд оны сүүлээр бүтээсэн бөгөөд тэдгээрийн үйлдвэрлэл нь шаазан дэвсгэрт мөнгө, шилэн нунтаг агуулсан зуурмагийг наах аргыг ашиглан керамик конденсатор үйлдвэрлэх аль хэдийн батлагдсан технологид суурилсан байв.

Нэгдсэн хэлхээг үйлдвэрлэх нимгэн хальсан технологи нь вакуум дахь диэлектрик субстратын гөлгөр гадаргуу дээр янз бүрийн материалын нимгэн хальсыг (дамжуулагч, диэлектрик, эсэргүүцэлтэй) хэрэглэх явдал юм.

Дөрөв дэх үе шат

1960 онд Фэйрчайлдын Роберт Нойс цул интеграль хэлхээний санааг санал болгож, патентжуулж, хавтгай технологийг ашиглан анхны цахиурын цул интеграл хэлхээг үйлдвэрлэжээ.

Нэг цахиурын чип дээр дөрөв ба түүнээс дээш хоёр туйлт транзистор бүхий цул транзистор-транзистор логик элементүүдийн гэр бүлийг Фэйрчайлд 1960 оны 2-р сард гаргасан бөгөөд үүнийг "микрологик" гэж нэрлэжээ. Хорнигийн хавтгай технологи, Нойсын цул технологи нь 1960 онд эхлээд хоёр туйлт транзистор, дараа нь 1965-85 онд нэгдсэн хэлхээг хөгжүүлэх үндэс суурийг тавьсан. талбарт транзистор болон хоёулангийнх нь хослол дээр.

1961-1962 онд хоёр бодлогын шийдвэр гаргасан. цахиурын транзистор ба IC-ийн үйлдвэрлэлийг хөгжүүлэхэд нөлөөлсөн. IBM (Нью-Йорк) компани ферросоронзон хадгалах төхөөрөмж биш, харин n сувгийн хээрийн нөлөө бүхий транзистор (металл-оксид-хагас дамжуулагч - MOS) дээр суурилсан электрон санах ой (хадгалах төхөөрөмж) болох ирээдүйтэй компьютер бүтээхээр шийдсэн. Энэхүү төлөвлөгөөг амжилттай хэрэгжүүлсний үр дүн нь 1973 онд гарсан юм. MOS санах ойтой бүх нийтийн компьютер - IBM-370/158. Fairchild-ийн удирдамжийн шийдвэрүүд нь цахиурын төхөөрөмж, тэдгээрийн материалыг судлах хагас дамжуулагч судалгааны лабораторийн ажлыг өргөжүүлэхээр тусгасан.

Үүний зэрэгцээ, 1968 оны 7-р сард Гордон Мур, Роберт Нойс нар Фэйрчайлдын хагас дамжуулагчийн хэлтсийг орхиж, 1968 оны 6-р сарын 28-нд Калифорниа мужийн Маунтин Вью хотод өрөө хөлсөлж байсан арван хоёр хүнтэй Intel хэмээх жижигхэн компанийг байгуулжээ. Мур, Нойс болон тэдэнтэй нэгдсэн химийн технологийн мэргэжилтэн Эндрю Гроув нарын тавьсан даалгавар бол олон тооны электрон эд ангиудыг нэг хагас дамжуулагч чип дээр нэгтгэх асар их боломжийг ашиглан шинэ төрлийн электрон төхөөрөмж бүтээх явдал байв.

1997 онд Эндрю Гроув "Оны хүн" болж, Калифорни дахь Цахиурын хөндийн тэргүүлэгч компаниудын нэг болсон Intel компани нь манай гараг дээрх бүх хувийн компьютерийн 90%-д зориулсан микропроцессор үйлдвэрлэж эхэлсэн. Нэгдсэн хэлхээнүүд үүссэн нь электроникийн хөгжилд шийдвэрлэх үүрэг гүйцэтгэж, микроэлектроникийн шинэ үе шатыг эхлүүлсэн. Дөрөв дэх үеийн микроэлектроникийг бүдүүвч гэж нэрлэдэг, учир нь үндсэн үндсэн элементүүдийн найрлагад салангид цахилгаан радио элементүүдтэй тэнцэх элементүүдийг ялгах боломжтой бөгөөд нэгдсэн хэлхээ бүр нь төхөөрөмжийн электрон бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэгэн адил тодорхой үндсэн цахилгаан хэлхээнд нийцдэг. өмнөх үеийнхэн.

Нэгдсэн хэлхээг микроэлектрон төхөөрөмж гэж нэрлэж эхэлсэн бөгөөд энэ нь ердийн хэлхээний элементүүдтэй тэнцэх элементийн өндөр нягтралтай нэг бүтээгдэхүүн гэж тооцогддог. Микро схемээр гүйцэтгэдэг функцүүдийн нарийн төвөгтэй байдлыг интеграцийн түвшинг нэмэгдүүлэх замаар олж авдаг.

Электроникууд байгаа

Одоогийн байдлаар микроэлектроник нь чанарын шинэ түвшинд - наноэлектроник руу шилжиж байна.

Наноэлектроник нь бага хэмжээст хагас дамжуулагч бүтэц дэх атомын үйл явцын үндсэн судалгааны үр дүнд тулгуурладаг. Квантын цэгүүд буюу тэг хэмжээст системүүд нь эпитаксиаль гетероструктурт өөрийн зохион байгуулалтыг харуулдаг хагас дамжуулагч матриц дахь нанометрийн хэмжээтэй атомын бөөгнөрөл эсвэл арлуудаас бүрдэх жижиг хэмжээст системүүдийн онцгой тохиолдол юм.

Наноэлектрониктой холбоотой боломжит ажлын нэг бол IR технологийн материал, элементүүдийг бүтээх явдал юм. Эдгээр нь салбарын аж ахуйн нэгжүүдэд эрэлт хэрэгцээтэй байгаа бөгөөд ойрын ирээдүйд спектрийн хэт ягаан туяа, хэт улаан туяаны бүсэд биологийн алсын хараатай харьцуулахад өргөтгөсөн спектрийн хүрээ бүхий "хиймэл" (техникийн) харааны системийг бий болгох үндэс суурь юм. Асар их хэмжээний мэдээллийг хүлээн авах, боловсруулах чадвартай нано бүтэц дээрх техникийн харааны систем, фотоник бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь цоо шинэ харилцаа холбооны төхөөрөмж, байгаль орчин, сансрын хяналтын систем, дулааны дүрслэл, нано оношлогоо, робот техник, нарийн зэвсэг, терроризмын эсрэг хэрэгсэл, гэх мэт. Хагас дамжуулагч нано бүтцийг ашиглах нь хяналт-шинжилгээ, бичлэгийн төхөөрөмжийн хэмжээг эрс багасгаж, эрчим хүчний хэрэглээг бууруулж, зардлын шинж чанарыг сайжруулж, ойрын ирээдүйд микро болон наноэлектроникийн масс үйлдвэрлэлийг ашиглах боломжийг олгоно.

Анхны нэгдсэн хэлхээ

Албан ёсны огнооны 50 жилийн ойд зориулав

Б.Малашевич

1958 оны 9-р сарын 12-нд Texas Instruments (TI) компанийн ажилтан Жек Килби гурван хачирхалтай төхөөрөмжийг удирдлагадаа үзүүлэв - шилэн дэвсгэр дээр лаатай хамт наасан 11.1 х 1.6 мм хэмжээтэй хоёр ширхэг цахиураар хийсэн төхөөрөмжүүд (Зураг 1). Эдгээр нь нэг хагас дамжуулагч материал дээр суурилсан бүх хэлхээний элементүүдийг үйлдвэрлэх боломжийг нотолсон гурван хэмжээст загварууд - генераторын нэгдсэн хэлхээний (IC) прототипүүд байв. Энэ өдрийг электроникийн түүхэнд нэгдсэн хэлхээний төрсөн өдөр хэмээн тэмдэглэдэг. Гэхдээ тийм үү?

Цагаан будаа. 1. Ж.Килбигийн анхны IP-ийн зохион байгуулалт. http://www.computerhistory.org/semiconductor/timeline/1958-Miniaturized.html сайтаас авсан зураг

1950-иад оны эцэс гэхэд салангид элементүүдээс электрон тоног төхөөрөмж (REA) угсрах технологи нь боломжоо шавхсан. Дэлхий нийт REA-ийн хурц хямралд орсон тул эрс арга хэмжээ авах шаардлагатай байв. Энэ үед хагас дамжуулагч төхөөрөмж, зузаан хальс, нимгэн хальсан керамик хэлхээний хавтанг хоёуланг нь үйлдвэрлэх нэгдсэн технологийг АНУ, ЗХУ-д аль хэдийн үйлдвэрлэлийн хэмжээнд эзэмшсэн, өөрөөр хэлбэл олон элементийг бий болгож энэхүү хямралыг даван туулах урьдчилсан нөхцөл бүрдсэн байв. стандарт бүтээгдэхүүн - нэгдсэн хэлхээ.

Нэгдсэн хэлхээнд (чип, IC) бүх ижил төстэй элементүүдийг нэг технологийн циклд нэгэн зэрэг үйлдвэрлэдэг янз бүрийн нарийн төвөгтэй электрон төхөөрөмжүүд орно. нэгдсэн технологийг ашиглан . Хэвлэмэл хэлхээний самбараас ялгаатай нь (бүх холбогч дамжуулагчийг нэгдсэн технологи ашиглан нэг мөчлөгт нэгэн зэрэг үйлдвэрлэдэг) резистор, конденсатор, (хагас дамжуулагч IC-д) диод, транзисторууд нь IC-д ижил төстэй байдлаар үүсдэг. Нэмж дурдахад олон тооны IC-ийг араваас мянга хүртэл үйлдвэрлэдэг.

IC-ийг үйлдвэрүүд электрон төхөөрөмжид хамтран ашиглах зориулалттай янз бүрийн функциональ зорилгоор олон тооны микро схемүүдийг нэгтгэсэн цуврал хэлбэрээр боловсруулж, үйлдвэрлэдэг. Цуврал IC нь стандарт загвартай, цахилгаан болон бусад шинж чанаруудын нэгдсэн системтэй. IC-ийг үйлдвэрлэгчээс янз бүрийн хэрэглэгчдэд стандартчилсан шаардлагын тодорхой системийг хангасан бие даасан арилжааны бүтээгдэхүүн болгон нийлүүлдэг. IC нь засвар хийх боломжгүй бүтээгдэхүүн бөгөөд электрон төхөөрөмжийг засах үед эвдэрсэн IC-ийг сольж өгдөг.

IC-ийн хоёр үндсэн бүлэг байдаг: эрлийз ба хагас дамжуулагч.

Гибрид IC-д (HICs) бүх дамжуулагч ба идэвхгүй элементүүд нь нэгдсэн технологийг ашиглан микро схемийн субстратын (ихэвчлэн керамик) гадаргуу дээр үүсдэг. Багцгүй диод, транзистор, хагас дамжуулагч IC талст хэлбэрийн идэвхтэй элементүүдийг субстрат дээр тус тусад нь, гараар эсвэл автоматаар суурилуулдаг.

Хагас дамжуулагч IC-д холбогч, идэвхгүй, идэвхтэй элементүүд нь тархалтын аргыг ашиглан хагас дамжуулагч материалын (ихэвчлэн цахиур) гадаргуу дээр түүний эзлэхүүнийг хэсэгчлэн довтолж, нэг технологийн циклээр үүсдэг. Үүний зэрэгцээ нэг хагас дамжуулагч хавтан дээр төхөөрөмжийн нарийн төвөгтэй байдал, түүний талст ба вафрайны хэмжээ зэргээс хамааран хэдэн арван мянгаас хэдэн мянган IC үйлдвэрлэдэг. Тус үйлдвэр нь хагас дамжуулагч IC-ийг стандарт савлагаа, бие даасан чип хэлбэрээр эсвэл хуваагдаагүй вафель хэлбэрээр үйлдвэрлэдэг.

Гибрид (GIS) болон хагас дамжуулагч IC-ийг дэлхийд нэвтрүүлэх нь янз бүрийн аргаар явагдсан. GIS нь микромодуль болон керамик хавтанг суурилуулах технологийн хувьслын хөгжлийн бүтээгдэхүүн юм. Тиймээс тэд анзаарагдахгүй байсан тул GIS-ийн төрсөн он сар өдөр, нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн зохиогч байдаггүй. Хагас дамжуулагч IC нь хагас дамжуулагч технологийн хөгжлийн жам ёсны бөгөөд зайлшгүй үр дүн байсан боловч тэдгээр нь өөрийн төрсөн он сар өдөр, өөрийн зохиогчтой шинэ санаа, шинэ технологийг бий болгох шаардлагатай байв. Эхний эрлийз ба хагас дамжуулагч IC нь ЗХУ, АНУ-д бараг нэгэн зэрэг, бие биенээсээ хамааралгүйгээр гарч ирэв.

Эхний эрлийз IC

Гибрид IC-д идэвхгүй элементүүдийг үйлдвэрлэх салшгүй технологийг идэвхтэй элементүүдийг суурилуулах, угсрах бие даасан (гарын авлага эсвэл автомат) технологитой хослуулсан IC-ууд орно.

1940-өөд оны сүүлээр АНУ-ын Centralab компани зузаан хальсан керамик дээр суурилсан хэвлэмэл хэлхээний хавтанг үйлдвэрлэх үндсэн зарчмуудыг боловсруулж, дараа нь бусад компаниуд боловсруулсан. Үүний үндэс нь хэвлэмэл хэлхээний самбар, керамик конденсатор үйлдвэрлэх технологи байв. Хэвлэмэл хэлхээний самбараас бид холбогч дамжуулагчийн топологийг бүрдүүлэх нэгдсэн технологийг авсан - торго дэлгэц дээр хэвлэх. Конденсаторуудаас - субстратын материал (керамик, ихэвчлэн ситал), түүнчлэн зуурмагийн материал, тэдгээрийг субстрат дээр бэхлэх дулааны технологи.

Мөн 1950-иад оны эхээр RCA компани нимгэн хальсны технологийг зохион бүтээжээ: вакуум дотор янз бүрийн материалыг шүршиж, маскаар дамжуулан тусгай субстрат дээр байрлуулснаар тэд нэг дор олон жижиг хальс холбогч дамжуулагч, резистор, конденсаторыг нэгэн зэрэг үйлдвэрлэж сурсан. керамик субстрат.

Зузаан хальстай технологитой харьцуулахад нимгэн хальсан технологи нь жижиг хэмжээтэй топологийн элементүүдийг илүү нарийвчлалтай үйлдвэрлэх боломжийг олгосон боловч илүү төвөгтэй, үнэтэй тоног төхөөрөмж шаарддаг. Зузаан хальс эсвэл нимгэн хальсан технологи ашиглан керамик хэлхээний самбар дээр үйлдвэрлэсэн төхөөрөмжийг "эрлийз хэлхээ" гэж нэрлэдэг. Гибрид хэлхээг өөрсдийн үйлдвэрлэсэн бүтээгдэхүүний бүрэлдэхүүн хэсэг болгон үйлдвэрлэсэн; үйлдвэрлэгч бүр өөрийн гэсэн дизайн, хэмжээс, үйл ажиллагааны зорилготой байсан; тэдгээр нь чөлөөт зах зээлд гараагүй тул бараг мэдэгддэггүй.

Гибрид хэлхээ нь мөн микромодульд халдсан. Эхлээд тэд уламжлалт хэвлэмэл утсаар нэгдсэн идэвхгүй, идэвхтэй бяцхан элементүүдийг ашигласан. Угсрах технологи нь нарийн төвөгтэй бөгөөд асар их хэмжээний гар ажиллагаатай байсан. Тиймээс микромодуль нь маш үнэтэй байсан бөгөөд тэдгээрийн хэрэглээ нь зөвхөн самбар дээрх тоног төхөөрөмжөөр хязгаарлагддаг. Дараа нь зузаан хальсан жижиг керамик ороолт ашигласан. Дараа нь резисторыг зузаан хальсан технологи ашиглан үйлдвэрлэж эхлэв. Гэхдээ ашигласан диод ба транзисторууд нь тусдаа, тусдаа савлагдсан хэвээр байв.

Саваагүй транзистор, диодыг ашиглаж, бүтцийг нийтлэг орон сууцанд битүүмжилсэн тэр үед микромодуль нь эрлийз нэгдсэн хэлхээ болсон. Энэ нь тэдгээрийг угсрах үйл явцыг ихээхэн автоматжуулах, үнийг огцом бууруулах, хэрэглээний хамрах хүрээг өргөжүүлэх боломжийг олгосон. Идэвхгүй элементүүдийг бүрдүүлэх аргад үндэслэн зузаан хальс ба нимгэн хальсан ГМС-ийг ялгадаг.

ЗХУ-ын анхны ГМС

ЗСБНХУ-д анхны GIS ("Квант" төрлийн модулиуд, хожим нь IS цуврал 116 гэж нэрлэгддэг) 1963 онд NIIRE (дараа нь Ленинград, Ленинградын НПО) -д бүтээгдсэн бөгөөд тэр жилдээ туршилтын үйлдвэр нь цуврал үйлдвэрлэлээ эхлүүлсэн. Эдгээр GIS-д 1962 онд Ригагийн хагас дамжуулагч төхөөрөмжийн үйлдвэрээс боловсруулсан "R12-2" хагас дамжуулагч IC-ийг идэвхтэй элемент болгон ашигласан. Эдгээр IC-ийн үүссэн түүх, тэдгээрийн шинж чанаруудтай салшгүй холбоотой тул бид тэдгээрийг P12-2-т зориулсан хэсэгт хамтдаа авч үзэх болно.

Квант модулиуд нь хоёр түвшний интеграцчилал бүхий GIS ертөнцөд анхных нь байсан нь эргэлзээгүй бөгөөд тэдгээр нь идэвхтэй элемент болгон салангид багцалсан транзистор гэхээсээ илүү хагас дамжуулагч IC-ийг ашигласан. Эдгээр нь GIS-ийн ертөнцөд анхных нь бүтэц, үйл ажиллагааны хувьд бүрэн дүүрэн, бие даасан арилжааны бүтээгдэхүүн болгон хэрэглэгчдэд нийлүүлсэн олон элементтэй бүтээгдэхүүн байсан байх. Зохиогчийн тодорхойлсон хамгийн анхны гадаадын ижил төстэй бүтээгдэхүүн бол доор тайлбарласан IBM корпорацийн SLT модулиуд боловч дараа жил нь буюу 1964 онд зарласан.

АНУ дахь анхны GIS

Зузаан бүрхүүлтэй GIS нь шинэ IBM System /360 компьютерын үндсэн элементийн суурь болсон тухай анх 1964 онд IBM зарласан. Энэ нь ЗСБНХУ-аас гадуур GIS-ийн анхны хэрэглээ байсан бололтой, зохиогч өмнөх жишээнүүдийг олж чадаагүй байна. .

Тухайн үед мэргэжлийн хүрээлэлд аль хэдийн мэдэгдэж байсан, Fairchild-ийн "Micrologic" хагас дамжуулагч IC, TI-ийн "SN-51" (бид эдгээрийн талаар доор ярих болно) нь хүртээмжгүй ховор, арилжааны хэрэглээ, тухайлбал, барилгын ажилд маш өндөр үнэтэй хэвээр байв. том компьютер. Тиймээс IBM корпораци хавтгай микромодулийн дизайныг үндэс болгон ерөнхий нэрээр ("микромодул" -аас ялгаатай) "SLT модулиуд" (Solid Logic Technology - хатуу) нэрээр зарласан зузаан хальсан GIS цувралыг боловсруулсан. логик технологи.Ихэнхдээ “цул” гэдэг үгийг орос хэл рүү “хатуу” гэж орчуулдаг нь огт логикгүй юм.Үнэхээр “SLT модулиуд” гэсэн нэр томъёог IBM компани “микромодуль” гэсэн нэр томъёоны эсрэг нэвтрүүлсэн бөгөөд тэдгээрийн ялгааг тусгах ёстой. модулиуд нь "хатуу", өөрөөр хэлбэл энэ орчуулга биш юм "Хатуу" гэдэг үг нь "хатуу", "бүхэл бүтэн" гэсэн утгатай бөгөөд энэ нь "SLT-модуль" ба "микромодулууд" хоёрын ялгааг амжилттай онцолж өгдөг - SLT модулиуд нь хуваагддаггүй, засварлах боломжгүй, өөрөөр хэлбэл "бүхэлдээ." Бид Орос хэл рүү нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн орчуулгыг ашиглаагүй: Solid Logic Technology - хатуу логикийн технологи).

SLT модуль нь босоо тээглүүр бүхий хагас инчийн дөрвөлжин керамик зузаан хальсан микроплит байв. Холбогч дамжуулагч ба резисторыг торго дэлгэц дээр хэвлэх (хэрэгжүүлж буй төхөөрөмжийн диаграмын дагуу) ашиглан гадаргуу дээр хэрэглэж, савлагаагүй транзисторуудыг суурилуулсан. Шаардлагатай бол конденсаторыг төхөөрөмжийн самбар дээрх SLT модулийн хажууд суурилуулсан. Гаднах байдлаараа бараг адилхан (микро модуль нь арай өндөр, Зураг 2.) боловч SLT модулиуд нь элементийн нягтрал өндөр, бага эрчим хүч зарцуулалт, өндөр гүйцэтгэл, найдвартай байдал зэргээрээ хавтгай микромодулуудаас ялгаатай байв. Нэмж дурдахад SLT технологийг автоматжуулахад маш хялбар байсан тул тэдгээрийг арилжааны тоног төхөөрөмжид ашиглахад хангалттай бага зардлаар асар их хэмжээгээр үйлдвэрлэх боломжтой байв. Энэ бол IBM-д яг хэрэгтэй зүйл юм. Тус компани нь Нью-Йоркийн ойролцоох Зүүн Фишкиллд SLT модулиудыг үйлдвэрлэх автоматжуулсан үйлдвэр байгуулж, тэдгээрийг сая сая хувь үйлдвэрлэсэн.

Цагаан будаа. 2. ЗХУ-ын микромодуль ба SLT модуль f. IBM. http://infolab.stanford.edu/pub/voy/museum/pictures/display/3-1.htm сайтаас авсан зураг STL

IBM-ийг дагаж бусад компаниуд GIS үйлдвэрлэж эхэлсэн бөгөөд үүний тулд GIS нь арилжааны бүтээгдэхүүн болсон. IBM-ийн хавтгай микромодуль ба SLT модулиудын стандарт загвар нь эрлийз IC-ийн стандартуудын нэг болсон.

Эхний хагас дамжуулагч IC

1950-иад оны эцэс гэхэд энэ салбар электрон тоног төхөөрөмжийн хямд элементүүдийг үйлдвэрлэх бүрэн боломжтой болсон. Гэхдээ транзистор эсвэл диодыг германий болон цахиураар хийсэн бол резистор ба конденсаторыг бусад материалаар хийсэн. Дараа нь олон хүн эрлийз хэлхээ үүсгэх үед тусад нь үйлдвэрлэсэн эдгээр элементүүдийг угсрахад ямар ч асуудал гарахгүй гэдэгт итгэдэг байв. Хэрэв стандарт хэмжээ, хэлбэрийн бүх элементүүдийг үйлдвэрлэж, угсрах процессыг автоматжуулах боломжтой бол тоног төхөөрөмжийн өртөг мэдэгдэхүйц буурах болно. Ийм үндэслэл дээр үндэслэн эрлийз технологийг дэмжигчид үүнийг микроэлектроникийн хөгжлийн ерөнхий чиглэл гэж үздэг.

Гэхдээ хүн бүр энэ үзэл бодлыг хуваалцдаггүй. Баримт нь тухайн үед аль хэдийн бий болсон меза транзисторууд, ялангуяа хавтгай транзисторуудыг бүлгийн боловсруулалтанд тохируулсан бөгөөд нэг субстратын хавтан дээр олон транзистор үйлдвэрлэх хэд хэдэн үйлдлийг нэгэн зэрэг гүйцэтгэсэн явдал юм. Өөрөөр хэлбэл, олон транзисторыг нэг хагас дамжуулагч хавтан дээр нэгэн зэрэг үйлдвэрлэсэн. Дараа нь хавтанг бие даасан транзистор болгон хувааж, тэдгээрийг тус тусад нь байрлуулсан. Дараа нь тоног төхөөрөмжийн үйлдвэрлэгч транзисторуудыг нэг хэвлэмэл хэлхээний самбар дээр нэгтгэв. Энэ аргыг инээдтэй гэж боддог хүмүүс байсан - яагаад транзисторуудыг салгаж, дараа нь дахин холбох хэрэгтэй вэ? Хагас дамжуулагч хавтан дээр нэн даруй нэгтгэх боломжтой юу? Үүний зэрэгцээ хэд хэдэн нарийн төвөгтэй, үнэтэй үйлдлүүдээс сал! Эдгээр хүмүүс хагас дамжуулагч IC-ийг гаргаж ирсэн.

Энэ санаа нь маш энгийн бөгөөд бүрэн ойлгомжтой юм. Гэхдээ ихэвчлэн хэн нэгэн үүнийг зарлаж, нотолсоны дараа л тохиолддог. Энэ тохиолдолд зүгээр л зарлах нь хангалтгүй гэдгийг тэр нотолсон. IC-ийн санааг 1952 онд хагас дамжуулагч төхөөрөмж үйлдвэрлэх бүлгийн аргууд гарч ирэхээс өмнө зарласан. Вашингтонд болдог электрон эд ангиудын жил тутмын бага хуралд Малверн дахь Британийн Хатан хааны радарын албаны ажилтан Жеффри Даммер радарын эд ангиудын найдвартай байдлын талаар илтгэл тавьжээ. Тайландаа тэрээр эш үзүүллэгийн мэдэгдэл хийсэн: " Хагас дамжуулагч технологийн салбарт транзистор гарч ирснээр ерөнхийдөө электрон төхөөрөмжийг холбох утасгүй хатуу блок хэлбэрээр төсөөлөх боломжтой болсон. Уг нэгж нь цахилгааны функцийг шууд гүйцэтгэхийн тулд тодорхой хэсгийг хайчилж авсан тусгаарлагч, дамжуулагч, засах, арматурын материалын давхаргаас бүрдэж болно.". Гэвч энэ таамаг мэргэжилтнүүдийн анхаарлыг татсангүй. Тэд үүнийг анхны хагас дамжуулагч IC-ууд гарч ирсний дараа, өөрөөр хэлбэл удаан хугацаанд олон нийтэд цацагдсан санааг бодитоор нотолсоны дараа л санаж байсан. Хагас дамжуулагч IC санааг хэн нэг нь хамгийн түрүүнд шинээр зохион бүтээж, хэрэгжүүлэх ёстой байсан.

Транзисторын нэгэн адил хагас дамжуулагч IC-ийн нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн бүтээгчид өмнөх үеийнх нь амжилттай байсан. Даммер өөрөө 1956 онд санаагаа хэрэгжүүлэх гэж оролдсон боловч бүтэлгүйтсэн. 1953 онд RCA-ийн Харвик Жонсон нэг чиптэй осцилляторын патент авч, 1958 онд Торкел Уоллмарктай хамтран "хагас дамжуулагч нэгдсэн төхөөрөмж" гэсэн ойлголтыг зарлав. 1956 онд Bell Labs-ийн ажилтан Росс нэг талст дахь n-p-n-p бүтцэд суурилсан хоёртын тоологч хэлхээг үйлдвэрлэжээ. 1957 онд Японы MITI компанийн Ясуро Тару төрөл бүрийн транзисторуудыг нэг талст болгон нэгтгэх патент авчээ. Гэхдээ эдгээр болон бусад ижил төстэй бүтээн байгуулалтууд нь хувийн шинж чанартай байсан бөгөөд үйлдвэрлэлд нэвтрүүлээгүй бөгөөд нэгдсэн электроникийг хөгжүүлэх үндэс суурь болж чадаагүй юм. Зөвхөн гурван төсөл нь аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэлд IP-ийг хөгжүүлэхэд хувь нэмэр оруулсан.

Азтай хүмүүс бол Техас Инструментс (TI) компанийн Жек Килби, Фэйрчайлд (АНУ-аас хоёулаа) Роберт Нойс, Ригагийн хагас дамжуулагч төхөөрөмжийн үйлдвэрийн (ЗХУ) дизайны товчооны Юрий Валентинович Осокин нар байв. Америкчууд нэгдсэн хэлхээний туршилтын дээжийг бүтээсэн: Ж.Килби - IC генераторын загвар (1958), дараа нь меза транзистор дээрх гох (1961), Р.Нойс - хавтгай технологи ашиглан гох (1961), Ю. Осокин - "2NOT-OR" логик IC нь тэр даруй Германд масс үйлдвэрлэлд орсон (1962). Эдгээр компаниуд 1962 онд бараг нэгэн зэрэг IP цуврал үйлдвэрлэж эхэлсэн.

АНУ дахь анхны хагас дамжуулагч IC

Жак Килбигийн IP. IS цуврал SN - 51"

1958 онд Ж.Килби (сонсголын аппаратад транзистор ашиглах анхдагч) Техас Инструментс руу нүүсэн. Шинээр ирсэн Килби нь хэлхээний зохион бүтээгчийн хувьд микромодулийн өөр хувилбарыг бий болгосноор пуужингийн микромодуль дүүргэлтийг сайжруулахад "шидэгдсэн". LEGO дүрсүүдээс тоглоомын загвар угсрахтай адил стандарт хэлбэртэй хэсгүүдээс блок угсрах сонголтыг авч үзсэн. Гэсэн хэдий ч Килби өөр зүйлд сэтгэл татав. Шийдвэрлэх үүрэг нь "шинэхэн дүр төрх"-ийн нөлөөгөөр тоглосон: нэгдүгээрт, тэр микромодульууд нь мухардалд орсныг тэр даруй хэлсэн, хоёрдугаарт, меза бүтцийг биширч, хэлхээг байх ёстой (мөн боломжтой) гэсэн санааг олж авсан. нэг материалаар хийгдсэн - хагас дамжуулагч. Килби 1956 онд Даммерын санаа болон түүнийг хэрэгжүүлэх гэсэн амжилтгүй оролдлогын талаар мэдэж байсан бөгөөд дүн шинжилгээ хийснийхээ дараа бүтэлгүйтлийн шалтгааныг ойлгож, түүнийг даван туулах арга замыг олжээ. " Миний гавьяа бол энэ санааг авч, бодит ажил болгосон явдал юм.” гэж Ж.Килби Нобелийн шагнал гардуулах үеэр хэлсэн үгэндээ хэлжээ.

Гарах эрхээ хараахан олж аваагүй тэрээр хүн бүр амарч байх хооронд лабораторид хөндлөнгийн оролцоогүйгээр ажилласан. 1958 оны 7-р сарын 24-нд Килби лабораторийн сэтгүүлд Monolithic Idea хэмээх үзэл баримтлалыг томъёолжээ. Үүний мөн чанар нь ". ..резистор, конденсатор, хуваарилагдсан конденсатор, транзистор гэх мэт хэлхээний элементүүдийг нэг чипэнд нэгтгэж болно - тэдгээр нь ижил материалаар хийгдсэн тохиолдолд ... Flip-flop хэлхээний загварт бүх элементүүд цахиураар хийгдсэн байх ёстой. резисторууд нь цахиурын эзэлхүүний эсэргүүцэл, конденсаторууд - p-n уулзваруудын багтаамжийг ашигладаг.". "Цул санаа" нь хагас дамжуулагчаас транзистор, резистор, конденсатор үйлдвэрлэх боломж, ийм элементүүдээс угсарсан хэлхээний ажиллах чадварыг нотлохыг шаардсан Техас Инструментс компанийн удирдлагуудаас бүдүүлэг, инээдтэй хандлагатай байв.

1958 оны 9-р сард Килби өөрийн санаагаа хэрэгжүүлсэн - тэрээр 11.1 х 1.6 мм хэмжээтэй хоёр ширхэг германиумаас генератор хийж, хоёр төрлийн тархалтын бүсийг агуулсан шилэн дэвсгэр дээр лаатай хамт наасан (Зураг 1). Тэрээр эдгээр хэсгүүд болон одоо байгаа контактуудыг ашиглан генераторын хэлхээг бий болгож, термокомпрессион гагнуурын тусламжтайгаар 100 микрон диаметртэй нимгэн алтан утсаар элементүүдийг холбосон. Нэг бүсээс месатрансистор, нөгөө хэсгээс RC хэлхээ үүсгэсэн. Угсарсан гурван генераторыг компанийн удирдлагад үзүүлэв. Эрчим хүчийг холбоход тэд 1.3 МГц давтамжтайгаар ажиллаж эхлэв. Энэ явдал 1958 оны есдүгээр сарын 12-нд болсон. Долоо хоногийн дараа Килби үүнтэй адил өсгөгч хийжээ. Гэхдээ эдгээр нь нэгдмэл бүтэц биш байсан бөгөөд эдгээр нь хагас дамжуулагч IC-ийн гурван хэмжээст загвар байсан бөгөөд нэг материалаас бүх хэлхээний элементүүдийг үйлдвэрлэх санааг нотолсон - хагас дамжуулагч юм.

Цагаан будаа. 3. Триггерийн төрөл 502 J. Kilby. http://www.computerhistory.org/semiconductor/timeline/1958-Miniaturized.html сайтаас авсан зураг

Нэг ширхэг цул германиар хийсэн Килбигийн анхны жинхэнэ нэгдсэн хэлхээ нь туршилтын 502 төрлийн триггер IC (Зураг 3) байв. Энэ нь германий эзэлхүүний эсэргүүцэл ба p-n уулзварын багтаамжийг хоёуланг нь ашигласан. Түүний танилцуулга 1959 оны 3-р сард болсон. Цөөн тооны ийм IC-ийг лабораторийн нөхцөлд үйлдвэрлэж, жижиг тойрогт 450 доллараар зарсан. IC нь 1 см диаметртэй цахиур хавтан дээр байрлуулсан дөрвөн меза транзистор ба хоёр резистор гэсэн зургаан элементийг агуулж байв. Гэвч Килбигийн IC нь ноцтой сул талтай байсан - микроскопийн "идэвхтэй" багана хэлбэрээр бусад хэсгээс дээш өргөгдсөн меза транзисторууд. , болорын "идэвхгүй" хэсэг. Kilby IS-д меза багануудыг хооронд нь холбох ажлыг хүн бүрийн үзэн яддаг "үсэрхэг технологи" болох нимгэн алтан утсыг буцалгах замаар гүйцэтгэсэн. Ийм харилцан холболтоор олон тооны элемент бүхий микро схемийг хийх боломжгүй нь тодорхой болсон - утсан сүлжээ тасрах эсвэл дахин холбогдох болно. Тухайн үед германийг ирээдүйгүй материал гэж үздэг байсан. Ямар ч ахиц гарсангүй.

Энэ үед Фэйрчайлд хавтгай цахиурын технологийг боловсруулсан. Энэ бүхнийг харгалзан Техас Инструментс Килбийн хийсэн бүх зүйлийг хойш тавьж, Килбигүйгээр хавтгай цахиурын технологид суурилсан цуврал IC-ийг боловсруулж эхлэх хэрэгтэй болсон. 1961 оны 10-р сард тус компани SN-51 төрлийн цуврал IC-ийг бүтээснээ зарлаж, 1962 онд АНУ-ын Батлан ​​хамгаалах яам, НАСА-гийн ашиг сонирхлын үүднээс тэдгээрийг бөөнөөр үйлдвэрлэж, нийлүүлж эхэлсэн.

IP Роберт Нойс. IS цувралМикрологик”

Хавтгай транзисторыг зохион бүтээгч В.Шокли хэд хэдэн шалтгааны улмаас 1957 онд өөрийн санаагаа хэрэгжүүлэхийг оролдох хүсэлтэй найман залуу инженерийн бүлгийг орхисон юм. Удирдагчид нь Р.Нойс, Г.Мур нар байсан Шоклигийн нэрлэсэн “Найман урвагч” Fairchild Semiconductor (“сайхан хүүхэд”) компанийг үүсгэн байгуулжээ. Тус компанийг Роберт Нойс удирдаж байсан бөгөөд тэр үед 23 настай байв.

1958 оны сүүлээр Fairchild Semiconductor компанид ажиллаж байсан физикч Д.Хорни транзистор үйлдвэрлэх хавтгай технологийг боловсруулсан. Мөн Sprague Electric компанид ажиллаж байсан Чех гаралтай физикч Курт Леховец бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг цахилгаанаар тусгаарлахын тулд урвуу холболттой n-p уулзварыг ашиглах аргыг боловсруулсан. 1959 онд Роберт Нойс Килбигийн IC дизайны талаар сонсоод Хорни, Леховец нарын санал болгосон процессуудыг нэгтгэн нэгдсэн хэлхээг бүтээхээр шийджээ. "Үсэрхэг технологи" -ын оронд Нойс цахиурын давхар ислээр тусгаарлагдсан хагас дамжуулагч байгууламж дээр нимгэн металл давхаргыг сонгож тусгаарлагч давхаргад үлдсэн нүхээр элементүүдийн контактуудтай холбохыг санал болгов. Энэ нь хагас дамжуулагчийн биед идэвхтэй элементүүдийг "шүргэж", цахиурын ислээр тусгаарлаж, дараа нь эдгээр элементүүдийг фотолитографи, металлжуулалт, сийлбэрийн процессыг ашиглан үүссэн хөнгөн цагаан эсвэл алтаар цацсан замаар холбох боломжтой болсон. бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх эцсийн шат. Ийнхүү бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нэг хэлхээнд нэгтгэх жинхэнэ "цул" хувилбарыг олж авсан бөгөөд шинэ технологийг "хавтгай" гэж нэрлэжээ. Гэхдээ эхлээд энэ санааг шалгах хэрэгтэй байсан.

Цагаан будаа. 4. Туршилтын гох Р.Нойс. http://www.computerhistory.org/semiconductor/timeline/1960-FirstIC.html сайтаас авсан зураг

Цагаан будаа. 5. Life сэтгүүл дэх Micrologic IC-ийн зураг. http://www.computerhistory.org/semiconductor/timeline/1960-FirstIC.html сайтаас авсан зураг

1959 оны 8-р сард Р.Нойс Joy Last-д хавтгай технологид суурилсан IC-ийн хувилбарыг бүтээх даалгавар өгсөн. Эхлээд Килби шиг тэд 4 транзистор, 5 резистор хийсэн хэд хэдэн цахиурын талстууд дээр гохын прототипийг хийсэн. Дараа нь 1960 оны 5-р сарын 26-нд анхны нэг чиптэй гохыг үйлдвэрлэжээ. Түүний доторх элементүүдийг тусгаарлахын тулд цахиурын хавтангийн арын хэсэгт гүн ховил нааж, эпокси давирхайгаар дүүргэсэн. 1960 оны 9-р сарын 27-нд гохын гурав дахь хувилбарыг үйлдвэрлэсэн (Зураг 4), элементүүдийг урвуу холболттой p-n уулзвараар тусгаарласан.

Тэр үеийг хүртэл Fairchild Semiconductor нь зөвхөн транзисторын ажилд оролцдог байсан бөгөөд хагас дамжуулагч IC-ийг бий болгох схем зохион бүтээгчид байгаагүй. Тиймээс Sperry Gyroscope-ийн Роберт Норманыг хэлхээний дизайнераар урьсан. Норман резистор-транзистор логикийг мэддэг байсан бөгөөд компани нь түүний санал болгосноор Minuteman пуужингийн төхөөрөмжид анхны хэрэглээгээ олсон ирээдүйн "Micrologic" цуврал IC-ийн үндэс болгон сонгосон. 1961 оны 3-р сард Фэйрчайлд энэ цувралын анхны туршилтын IC-ийг (6 элемент агуулсан: дөрвөн хоёр туйлт транзистор ба хоёр резисторыг 1 см-ийн диаметртэй хавтан дээр байрлуулсан) гэрэл зургийг нийтэлсэн (Зураг 5) зарлав. ) сэтгүүлд Амьдрал(1961 оны 3-р сарын 10-ны өдөр). 10-р сард өөр 5 IP зарласан. Мөн 1962 оны эхэн үеэс Фэйрчайлд АНУ-ын Батлан ​​хамгаалах яам, НАСА-гийн ашиг сонирхлын үүднээс IC-ийн масс үйлдвэрлэл, тэдгээрийн нийлүүлэлтийг эхлүүлсэн.

Килби, Нойс нар шинэлэг зүйлийнхээ талаар маш их шүүмжлэл сонсох хэрэгтэй болсон. Тохиромжтой нэгдсэн хэлхээний практик гарц маш бага байх болно гэж үздэг байсан. Энэ нь транзисторуудаас доогуур байх нь тодорхой байна (хэд хэдэн транзистор агуулдаг тул) дараа нь 15% -иас ихгүй байсан. Хоёрдугаарт, тэр үед резистор ба конденсаторыг хагас дамжуулагчаар хийдэггүй байсан тул нэгдсэн хэлхээнд тохиромжгүй материалыг ашигладаг гэж олон хүн үздэг байв. Гуравдугаарт, олон хүн IP-ийг засварлах боломжгүй гэсэн санааг хүлээн зөвшөөрч чадахгүй байв. Олон элементийн нэг нь л бүтэлгүйтсэн бүтээгдэхүүнийг хаях нь тэдэнд доромжлол мэт санагдсан. Нэгдсэн хэлхээг АНУ-ын цэрэг, сансрын хөтөлбөрүүдэд амжилттай ашиглах үед бүх эргэлзээ аажмаар арилав.

Fairchild Semiconductor компанийг үүсгэн байгуулагчдын нэг Г.Мур цахиурын микроэлектроникийн хөгжлийн үндсэн хуулийг томьёолсны дагуу интеграл хэлхээний болор дахь транзисторын тоо жил бүр хоёр дахин нэмэгддэг. "Мурын хууль" гэж нэрлэгддэг энэ хууль нь эхний 15 жил (1959 оноос эхлэн) нэлээд тодорхой хэрэгжиж, дараа нь жил хагасын дараа энэ хоёр дахин нэмэгдсэн.

Цаашилбал, АНУ-д IP салбар хурдацтай хөгжиж эхэлсэн. АНУ-д зөвхөн "хавтгай" чиглэлээр үйл ажиллагаа явуулдаг аж ахуйн нэгжүүд үүсэх нуранги шиг үйл явц эхэлж, заримдаа долоо хоногт хэдэн арван компани бүртгүүлэх хэмжээнд хүрдэг. Ахмад дайчдыг (В. Шокли, Р. Нойс нарын пүүсүүд), мөн Стэнфордын их сургуулиас үзүүлж буй татварын хөнгөлөлт, үйлчилгээний ачаар "шинэ хүмүүс" голчлон Санта Клара хөндийд (Калифорни) бөөгнөрсөн. Тиймээс 1971 онд сэтгүүлч, техникийн шинэчлэлийг сурталчлагч Дон Хофлерын хөнгөн гараар "Цахиурын хөндий" романтик-технологийн дүр төрх эргэлтэнд орж, хагас дамжуулагч технологийн хувьсгалын Меккатай үүрд ижил утгатай болсон нь гайхах зүйл биш юм. Дашрамд дурдахад, тэр газарт өмнө нь олон тооны чангаанз, интоор, чавганы цэцэрлэгүүдээрээ алдартай байсан хөндий үнэхээр байдаг бөгөөд Шокли компани гарч ирэхээс өмнө өөр, илүү тааламжтай нэртэй байсан - Зүрхний баясгалангийн хөндий, харамсалтай нь одоо. , бараг мартагдсан.

1962 онд нэгдсэн хэлхээний масс үйлдвэрлэл АНУ-д эхэлсэн боловч тэдний хэрэглэгчдэд хүргэх хэмжээ хэдхэн мянга байсан. Багаж үйлдвэрлэл, электроникийн салбарыг шинэ үндсэн дээр хөгжүүлэх хамгийн хүчтэй хөшүүрэг нь пуужин, сансрын технологи байв. АНУ тэр үед Зөвлөлтийнхтэй адил хүчирхэг тив алгасах баллистик пуужинтай байгаагүй бөгөөд цэнэгээ нэмэгдүүлэхийн тулд электрон технологийн хамгийн сүүлийн үеийн дэвшлийг нэвтрүүлэх замаар тээвэрлэгчийн массыг, тэр дундаа хяналтын системийг багасгахаас өөр аргагүй болсон. . Texas Instrument болон Fairchild Semiconductor компаниуд АНУ-ын Батлан ​​хамгаалах яам, НАСА-тай нэгдсэн хэлхээний загвар зохион бүтээх, үйлдвэрлэх томоохон гэрээ байгуулжээ.

ЗХУ-ын анхны хагас дамжуулагч IC

1950-иад оны сүүлч гэхэд Зөвлөлтийн аж үйлдвэр хагас дамжуулагч диод, транзисторыг маш их хүсч байсан тул эрс арга хэмжээ авах шаардлагатай байв. 1959 онд Александров, Брянск, Воронеж, Рига зэрэг хотод хагас дамжуулагч төхөөрөмжийн үйлдвэрүүд байгуулагдав. 1961 оны 1-р сард ЗХУ-ын Төв Хороо, ЗХУ-ын Сайд нарын Зөвлөлөөс "Хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийг хөгжүүлэх тухай" өөр тогтоол батлав. Киев, Минск, Ереван, Нальчик болон бусад хотуудад үйлдвэр, эрдэм шинжилгээний институтуудын барилгын ажил.

Бид шинэ үйлдвэрүүдийн нэг болох дээр дурдсан Ригагийн хагас дамжуулагч төхөөрөмжийн үйлдвэрийг (RZPP, нэрээ хэд хэдэн удаа өөрчилсөн, энгийн байхын тулд бид өнөөг хүртэл ажиллаж байгаа хамгийн алдартай үйлдвэрийг ашигладаг) сонирхож байна. 5300 м2 талбайтай баригдаж буй нэгдлийн техникумын барилгыг шинэ үйлдвэрийг хөөргөх талбай болгон хуваарилж, үүнтэй зэрэгцэн тусгай байр барих ажлыг эхлүүлсэн. 1960 оны 2-р сар гэхэд тус үйлдвэр аль хэдийн 32 үйлчилгээ, 11 лаборатори, туршилтын үйлдвэрлэлийг байгуулж, анхны төхөөрөмжийг үйлдвэрлэхэд бэлтгэж эхэлсэн. Тус үйлдвэрт аль хэдийн 350 хүн ажиллаж байсан бөгөөд тэдний 260 нь Москвагийн Шинжлэх Ухааны Судалгааны Хүрээлэн-35 (дараа нь Пульсарын Шинжлэх Ухааны Хүрээлэн) болон Ленинградын Светлана үйлдвэрт жилдээ суралцахаар илгээгджээ. Мөн 1960 оны эцэс гэхэд ажилчдын тоо 1900 хүнд хүрчээ. Эхний ээлжинд технологийн шугамыг нэгдлийн техникумын шинэчилсэн спорт зааланд, ОКБ лабораториуд нь хуучин ангиудад байрладаг байв. Тус үйлдвэр нь анхны төхөөрөмжүүдийг (NII-35-ийн боловсруулсан хайлш-диффуз ба хувиргах германий транзисторууд P-401, P-403, P-601 ба P-602) 1960 оны 3-р сард түүнийг бий болгох захиалгад гарын үсэг зурснаас хойш 9 сарын дараа үйлдвэрлэсэн. Мөн 7-р сарын эцэс гэхэд тэрээр анхны мянган P-401 транзистор үйлдвэрлэжээ. Дараа нь тэрээр бусад олон транзистор, диод үйлдвэрлэх ажлыг эзэмшсэн. 1961 оны 6-р сард тусгай барилгын барилгын ажил дуусч, хагас дамжуулагч төхөөрөмжийг олноор үйлдвэрлэж эхлэв.

1961 оноос хойш тус үйлдвэр нь фотолитографид суурилсан транзисторын үйлдвэрлэлийг механикжуулах, автоматжуулах зэрэг бие даасан технологи, хөгжлийн ажлыг эхлүүлсэн. Энэ зорилгоор анхны дотоодын гэрэл зургийн давталт (фото тамга) -ийг нэгтгэх, контакттай зураг хэвлэх суурилуулалтыг (A.S. Gotman боловсруулсан). Өвөрмөц тоног төхөөрөмжийг санхүүжүүлэх, үйлдвэрлэхэд KB-1 (дараа нь NPO Алмаз, Москва) болон NIIRE зэрэг Радио аж үйлдвэрийн яамны аж ахуйн нэгжүүд ихээхэн туслалцаа үзүүлсэн. Тухайн үед өөрийн гэсэн технологийн хагас дамжуулагч баазгүй жижиг оврын радио төхөөрөмжийн хамгийн идэвхтэй хөгжүүлэгчид шинээр байгуулагдсан хагас дамжуулагчийн үйлдвэрүүдтэй бүтээлчээр харилцах арга замыг хайж байв.

RZPP-д тус үйлдвэрийн бүтээсэн Ausma үйлдвэрлэлийн шугамд суурилсан P401 ба P403 төрлийн герман транзисторын үйлдвэрлэлийг автоматжуулах идэвхтэй ажил хийгджээ. Түүний ерөнхий дизайнер (GC) A.S. Готтман орон сууцанд транзисторын утсыг гагнах ажлыг хөнгөвчлөхийн тулд германий гадаргуу дээр транзисторын электродуудаас болорын зах хүртэл гүйдэл дамжуулах замыг санал болгов. Гэхдээ хамгийн чухал нь эдгээр замыг транзисторын гаднах терминал болгон ашиглаж, тэдгээрийг баглаа боодолгүйгээр самбарт (холбох ба идэвхгүй элементүүдийг агуулсан) холбож, тэдгээрийг харгалзах контакт дэвсгэрт шууд гагнах боломжтой байв (үнэндээ эрлийз IC үүсгэх технологи байсан). санал болгосон). Болорын гүйдэл дамжуулах зам нь хавтангийн контакт дэвсгэрийг үнсэж байгаа мэт санагдах арга нь "үнсэлт технологи" гэсэн анхны нэрийг авсан. Гэвч тухайн үед шийдэгдэх боломжгүй болсон технологийн хэд хэдэн асуудлаас болж, голчлон хэвлэмэл хэлхээний самбар дээрх контактуудыг олж авах нарийвчлалтай холбоотой асуудлуудаас болж "үнсэлт технологи" -ыг бодитоор хэрэгжүүлэх боломжгүй байв. Хэдэн жилийн дараа үүнтэй төстэй санааг АНУ, ЗХУ-д хэрэгжүүлж, "бөмбөгний дамжуулалт" болон "чипээс самбар" гэж нэрлэгддэг технологид өргөн хэрэглэгдэх болсон.

Гэсэн хэдий ч NIIRE зэрэг RZPP-тэй хамтран ажилладаг техник хангамжийн компаниуд "үнсэлтийн технологи" -д найдаж, түүнийг ашиглахаар төлөвлөжээ. 1962 оны хавар түүний хэрэгжилт тодорхойгүй хугацаагаар хойшилсон нь тодорхой болоход NIIRE-ийн ерөнхий инженер В.И. Смирнов RZPP-ийн захирал С.А. Бергман дижитал төхөөрөмжүүдийг бүтээхэд зориулагдсан олон элемент бүхий 2NOR хэлхээг хэрэгжүүлэх өөр аргыг хайж олох болно.

Цагаан будаа. 7. IC R12-2 (1LB021)-ийн эквивалент хэлхээ. 1965 оны IP танилцуулгаас авсан зураг.

Юрий Осокины анхны IS ба GIS. Хатуу схем R12-2(IS цуврал 102 Тэгээд 116 )

RZPP-ийн захирал энэ ажлыг залуу инженер Юрий Валентинович Осокинд даатгажээ. Технологийн лаборатори, фото маск боловсруулах, үйлдвэрлэх лаборатори, хэмжих лаборатори, туршилтын үйлдвэрлэлийн шугамаас бүрдсэн тэнхимийг зохион байгууллаа. Тухайн үед германий диод, транзистор үйлдвэрлэх технологийг RZPP-д нийлүүлж, шинэ хөгжлийн үндэс болгон авчээ. 1962 оны намар аль хэдийн германий хатуу хэлхээний 2NOT-OR-ийн анхны загваруудыг олж авсан (Тэр үед IS гэсэн нэр томъёо байхгүй байсан тул тэр үеийн үйл явдлыг хүндэтгэн бид "хатуу хэлхээ" гэсэн нэрийг хадгалах болно. - TS), "P12-2" үйлдвэрийн тэмдэглэгээг хүлээн авсан. 1965 оны P12-2 дээрх сурталчилгааны товхимол хадгалагдан үлдсэн (Зураг 6), бидний ашиглах мэдээлэл, чимэглэл. TS R12-2 нь тархсан германий p төрлийн резистор хэлбэрээр нийтлэг ачаалалтай хоёр германий p - n - p -транзистор (P401 ба P403 төрлийн өөрчлөгдсөн транзистор) агуулдаг (Зураг 7).

Цагаан будаа. 8. IC R12-2-ийн бүтэц. 1965 оны IP танилцуулгаас авсан зураг.

Цагаан будаа. 9. R12-2 тээврийн хэрэгслийн хэмжээст зураг. 1965 оны IP танилцуулгаас авсан зураг.

Гаднах утаснууд нь ТС-ийн бүтцийн германий бүсүүд болон хар тугалга дамжуулагчийн алтны хооронд термокомпрессор гагнуураар үүсдэг. Энэ нь халуун орны болон далайн манантай нөхцөлд гадны нөлөөн дор хэлхээний тогтвортой ажиллагааг хангадаг бөгөөд энэ нь Рига VEF үйлдвэрт үйлдвэрлэсэн тэнгисийн цэргийн хагас электрон автомат телефон станцуудад ажиллахад онцгой ач холбогдолтой бөгөөд энэ хөгжлийг сонирхож байсан.

Бүтцийн хувьд R12-2 TS (болон дараагийн R12-5) нь 3 мм-ийн диаметртэй, 0.8 мм-ийн өндөртэй дугуй металл аяганаас "шахмал" (Зураг 9) хэлбэрээр хийгдсэн. Түүнд ТС талстыг байрлуулж, полимер нэгдлээр дүүргэсэн бөгөөд тэндээс болор руу гагнаж 50 микрон диаметртэй зөөлөн алтан утсаар хийсэн утаснуудын богино үзүүрүүд гарч ирэв. P12-2-ийн масс 25 мг-аас ихгүй байна. Энэхүү загварт тээврийн хэрэгсэл нь орчны 40 хэмийн температурт 80% -ийн харьцангуй чийгшилд, -60 хэмээс 60 хэм хүртэл температурын өөрчлөлтөд тэсвэртэй байв.

1962 оны эцэс гэхэд RZPP-ийн туршилтын үйлдвэрлэл нь 5 мянга орчим R12-2 машин үйлдвэрлэсэн бөгөөд 1963 онд хэдэн арван мянган машин үйлдвэрлэжээ. Ийнхүү 1962 он нь АНУ, ЗХУ-д микроэлектроникийн салбар үүссэн жил болжээ.

Цагаан будаа. 10. TS R12-2 бүлгүүд

Цагаан будаа. 11. R12-2-ийн цахилгааны үндсэн үзүүлэлтүүд

Хагас дамжуулагч технологи тэр үед анхан шатандаа байсан бөгөөд параметрүүдийг хатуу давтах баталгааг хараахан өгөөгүй байна. Тиймээс ажиллах боломжтой төхөөрөмжүүдийг параметрийн бүлгүүдэд ангилсан (энэ нь бидний үед ихэвчлэн хийгддэг). Рига хотын оршин суугчид ижил зүйлийг хийж, R12-2 тээврийн хэрэгслийн 8 стандарт үнэлгээг суурилуулсан (Зураг 10). Бусад бүх цахилгаан болон бусад шинж чанарууд нь бүх стандарт үнэлгээний хувьд ижил байна (Зураг 11).

TS R12-2-ийн үйлдвэрлэл нь 1964 онд дууссан R&D "Хатуулаг"-тай нэгэн зэрэг эхэлсэн (GK Yu.V. Osokin). Энэ ажлын хүрээнд фотолитограф, хайлшийг фото маскаар гальваник тунадасжуулахад үндэслэн германий автомашиныг цувралаар үйлдвэрлэх сайжруулсан бүлгийн технологийг боловсруулсан. Үүний үндсэн техникийн шийдлүүдийг Ю.В.Осокины шинэ бүтээл гэж бүртгэсэн. болон Михалович Д.Л. (A.S. No 36845). Ю.В.-ийн хэд хэдэн нийтлэл Spetsradioelektronics нууц сэтгүүлд хэвлэгдсэн. Осокина KB-1-ийн мэргэжилтнүүдтэй хамтран I.V. Юу ч биш, Г.Г. Смолко, Ю.Е. Наумов R12-2 тээврийн хэрэгслийн (мөн дараагийн R12-5 тээврийн хэрэгслийн) дизайн, шинж чанарын тайлбартай.

P12-2-ийн загвар нь бүх зүйлд сайн байсан бөгөөд нэг зүйлээс бусад нь хэрэглэгчид ийм жижиг бүтээгдэхүүнийг хамгийн нимгэн утастай хэрхэн ашиглахаа мэддэггүй байв. Дүрмээр бол техник хангамжийн компаниуд үүнийг хийх технологи, тоног төхөөрөмжгүй байв. R12-2 ба R12-5 үйлдвэрлэх бүх хугацаанд тэдгээрийн хэрэглээг NIIRE, Радио аж үйлдвэрийн яамны Жигулевскийн радио үйлдвэр, VEF, NIIP (1978 оноос хойш NPO Radiopribor) болон бусад цөөн хэдэн аж ахуйн нэгжүүд эзэмшсэн. Асуудлыг ойлгосноор TS-ийн хөгжүүлэгчид NIIRE-тэй хамтран хоёрдахь түвшний дизайны талаар нэн даруй бодсон бөгөөд энэ нь нэгэн зэрэг тоног төхөөрөмжийн байршлын нягтралыг нэмэгдүүлсэн.

Цагаан будаа. 12. 4 тээврийн хэрэгслийн модуль R12-2

1963 онд NIIRE-д Квантын зураг төсөл боловсруулах ажлын хүрээнд (GK A.N. Pelipenko, E.M. Lyakhovich-ийн оролцоотойгоор) дөрвөн R12-2 машиныг нэгтгэсэн модулийн загварыг боловсруулсан (Зураг 12). Хоёроос дөрвөн R12-2 төхөөрөмжийг (орон сууцанд) нимгэн шилэн материалаар хийсэн микро хавтан дээр байрлуулсан бөгөөд энэ нь тодорхой функциональ нэгжийг хамтад нь хэрэгжүүлдэг. Самбар дээр 4 мм-ийн урттай 17 хүртэл зүү (тодорхой модулийн хувьд өөр өөр байдаг) дарагдсан. Микро хавтанг 21.6 ? хэмжээтэй тамгатай металл аяганд хийсэн. 6.6 мм ба 3.1 мм гүнтэй, полимер нэгдлээр дүүргэсэн. Үр дүн нь элементүүдийн давхар битүүмжлэл бүхий эрлийз нэгдсэн хэлхээ (HIC) юм. Дээр дурдсанчлан энэ нь хоёр түвшний интеграци бүхий дэлхийн анхны GIS, магадгүй анхны GIS юм. Төрөл бүрийн логик функцийг гүйцэтгэдэг "Квант" гэсэн ерөнхий нэртэй найман төрлийн модулийг боловсруулсан. Ийм модулиудын нэг хэсэг болгон R12-2 тээврийн хэрэгсэл нь 150 г хүртэл хурдатгал, 15 г хүртэл хурдатгалтай 5-2000 Гц давтамжийн чичиргээний ачаалалд өртөх үед ажиллаж байсан.

Квант модулиудыг эхлээд NIIRE-ийн туршилтын үйлдвэрлэлээр үйлдвэрлэж, дараа нь ЗХУ-ын Радио аж үйлдвэрийн яамны Жигулевскийн радио үйлдвэрт шилжүүлж, янз бүрийн хэрэглэгчдэд, тэр дундаа VEF үйлдвэрт нийлүүлсэн.

Тэдгээр дээр суурилсан TS R12-2 ба "Квант" модулиуд нь өөрсдийгөө сайн баталж, өргөн хэрэглэгддэг. 1968 онд тус улсад нэгдсэн хэлхээний тэмдэглэгээний нэгдсэн системийг бий болгосон стандарт гарсан бөгөөд 1969 онд хагас дамжуулагч (NP0.073.004TU) ба Hybrid (NP0.073.003TU) IC-ийн техникийн ерөнхий тодорхойлолтыг шаардлагын нэгдсэн системтэй болгосон. . Эдгээр шаардлагын дагуу 1969 оны 2-р сарын 6-нд нэгдсэн хэлхээний хэрэглээний төв товчоо (TsBPIMS, дараа нь CDB Dayton, Зеленоград) нь тээврийн хэрэгслийн ShT3.369.001-1TU шинэ техникийн үзүүлэлтүүдийг баталсан. Үүний зэрэгцээ, 102 цувралын "нэгдсэн хэлхээ" гэсэн нэр томъёо нь бүтээгдэхүүний тэмдэглэгээнд анх удаа гарч ирэв.TS R12-2 нь IS: 1LB021V, 1LB021G, 1LB021Zh, 1LB021I гэж нэрлэгддэг. Үнэн хэрэгтээ энэ нь гаралтын хүчдэл, ачааллын хүчин чадлаар дөрвөн бүлэгт ангилагдсан нэг IC байсан.

Цагаан будаа. 13. 116 ба 117 цувралын IC

Мөн 1970 оны 9-р сарын 19-нд TsBPIMS нь IS цуврал 116 гэж нэрлэгддэг Kvant модулиудын AB0.308.014TU техникийн үзүүлэлтүүдийг баталсан (Зураг 13). Энэ цувралд есөн IC багтсан: 1ХЛ161, 1ХЛ162 ба 1ХЛ163 - олон үйлдэлт дижитал хэлхээнүүд; 1LE161 ба 1LE162 – хоёр ба дөрвөн логик элемент 2NOR; 1TP161 ба 1TP1162 - нэг ба хоёр гох; 1UP161 - цахилгаан өсгөгч, түүнчлэн 1LP161 - 4 оролт, 4 гаралтын "дарангуйлах" логик элемент. Эдгээр IC тус бүр нь гаралтын дохионы хүчдэл болон ачааллын хүчин чадлаараа ялгаатай дөрвөөс долоон загварын сонголттой, нийт 58 төрлийн IC-тэй. Загваруудыг IS тэмдэглэгээний дижитал хэсгийн дараа үсгээр тэмдэглэсэн, жишээлбэл, 1ХЛ161ж. Дараа нь модулиудын хүрээ өргөжсөн. 116 цувралын IC нь үнэндээ эрлийз байсан боловч RZPP-ийн хүсэлтээр тэдгээрийг хагас дамжуулагч гэж тэмдэглэсэн (тэмдэглэгээний эхний цифр нь "1", эрлийз нь "2" байх ёстой).

1972 онд Электроникийн аж үйлдвэрийн яам, Радио аж үйлдвэрийн яамны хамтарсан шийдвэрээр модулийн үйлдвэрлэлийг Жигулевскийн радио үйлдвэрээс RZPP руу шилжүүлэв. Энэ нь 102 цувралын IC-ийг хол зайд тээвэрлэх боломжийг арилгасан тул IC бүрийн үүрийг битүүмжлэх хэрэгцээг орхисон. Үүний үр дүнд 102 ба 116 цувралын IC-ийн дизайныг хялбаршуулсан: 102 цувралын IC-ийг хольцоор дүүргэсэн металл аяганд савлах шаардлагагүй болсон. Технологийн саванд хийсэн савлагаагүй 102 цувралын IC-ийг 116 цувралын IC-ийг угсрах зориулалттай хөрш цехэд хүргэж, микро хавтан дээр шууд суурилуулж, модулийн орон сууцанд битүүмжилсэн.

1970-аад оны дундуур IP тэмдэглэгээний системийн шинэ стандарт гарсан. Үүний дараа, жишээлбэл, IS 1LB021V нь 102LB1V гэсэн тэмдэглэгээг хүлээн авсан.

Юрий Осокины хоёр дахь IS ба GIS. Хатуу схем R12-5(IS цуврал 103 Тэгээд 117 )

1963 оны эхээр өндөр давтамжийн n - p - n транзисторыг хөгжүүлэх талаар нухацтай ажилласны үр дүнд Ю.В. Осокина анхны n-germanium вафель дээр p-давхаргатай ажиллах арвин туршлага хуримтлуулсан. Энэ болон шаардлагатай бүх технологийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд байгаа нь 1963 онд Осокинд шинэ технологи боловсруулж, тээврийн хэрэгслийн илүү хурдан хувилбарыг зохион бүтээх боломжийг олгосон. 1964 онд NIIRE-ийн захиалгаар R12-5 тээврийн хэрэгсэл, түүн дээр суурилсан модулиудыг боловсруулж дууссан. Үүний үр дүнд үндэслэн Паланга R&D 1965 онд нээгдсэн (Г.К. Ю.В. Осокин, түүний орлогч Д.Л. Михалович, 1966 онд дууссан). R12-5 дээр суурилсан модулиудыг R12-2 дээр суурилсан модулиудтай ижил R&D төслийн "Квант" төслийн хүрээнд боловсруулсан. 102 ба 116 цувралын техникийн үзүүлэлтүүдтэй нэгэн зэрэг 103 цуврал IC (R12-5) болон 117 цуврал IC (103 цуврал IC дээр суурилсан модулиуд) AV0.308.016TU техникийн үзүүлэлтүүд ShT3.369.002-2TU байсан. баталсан. TS R12-2-ийн төрөл ба стандарт үнэлгээ, тэдгээрийн модулиуд ба IS цуврал 102 ба 116-ийн нэршил нь TS R12-5 ба IS цуврал 103 ба 117-ын нэршилтэй ижил байв. Тэд зөвхөн хурд, IC болор үйлдвэрлэх технологиор ялгаатай байв. 117 цувралын ердийн тархалтын саатлын хугацаа 116 цувралын хувьд 200 нс-ийн эсрэг 55 нс байв.

Бүтцийн хувьд R12-5 TS нь дөрвөн давхаргатай хагас дамжуулагч бүтэцтэй (Зураг 14), n төрлийн субстрат ба p + - төрлийн ялгаруулагчийг нийтлэг газардуулгын автобусанд холбосон. R12-5 машиныг бүтээх техникийн үндсэн шийдлүүдийг Ю.В.Осокин, Д.Л.Михалович нарын шинэ бүтээл гэж бүртгэсэн. Кайдалова Ж.А, Акменса Я.П. (A.S. No 248847). TC R12-5-ийн дөрвөн давхаргат бүтцийг үйлдвэрлэхэд чухал ноу-хау нь анхны герман хавтанд n төрлийн p-давхарга үүсэх явдал байв. Энэ нь битүүмжилсэн кварцын ампулыг цайрын тархалтаар олж авсан бөгөөд ялтсууд нь ойролцоогоор 900 ° С-ийн температурт байрладаг бөгөөд цайр нь ампулын нөгөө төгсгөлд ойролцоогоор 500 ° С-ийн температурт байрладаг. Цаашид үүсэх Үүсгэсэн p-давхарга дахь TS-ийн бүтэц нь P12-2 TS-тэй төстэй. Шинэ технологи нь TS болорын нарийн төвөгтэй хэлбэрээс зайлсхийх боломжтой болсон. P12-5-тай вафельсыг ар талаас нь 150 микрон зузаан хүртэл нунтаглаж, анхны өрөмийнхөө хэсгийг хадгалж, дараа нь тус тусад нь тэгш өнцөгт IC чип болгон бичжээ.

Цагаан будаа. 14. AS No248847-ын TS R12-5 талстуудын бүтэц. 1 ба 2 - газар, 3 ба 4 - оролт, 5 - гаралт, 6 - хүч

Туршилтын R12-5 тээврийн хэрэгслийн үйлдвэрлэлийн анхны эерэг үр дүнгийн дараа KB-1-ийн захиалгаар Мезон-2 судалгааны төслийг нээсэн бөгөөд дөрвөн R12-5 машин бүтээх зорилготой. 1965 онд хавтгай металл керамик хайрцагт ажлын дээж авсан. Гэхдээ P12-5 нь үндсэн n-Ge хавтан дээр цайрын хольцтой p-давхарга үүсгэхэд бэрхшээлтэй байсан тул үйлдвэрлэхэд хэцүү болсон. Энэ болорыг үйлдвэрлэхэд хөдөлмөр их шаарддаг, гарцын хувь бага, тээврийн хэрэгслийн өртөг өндөр байдаг. Үүнтэй ижил шалтгаанаар R12-5 TC-ийг бага хэмжээгээр үйлдвэрлэсэн бөгөөд илүү удаан, гэхдээ технологийн хувьд илүү дэвшилтэт R12-2-ыг орлуулах боломжгүй байв. Мезон-2 судалгааны төслийг огт үргэлжлүүлээгүй, тэр дундаа холболтын асуудлаас болж.

Энэ үед Пульсар судалгааны хүрээлэн болон NIIME нь хавтгай цахиурын технологийг хөгжүүлэх талаар өргөн хүрээтэй ажил хийж байсан бөгөөд энэ нь германийн технологиос хэд хэдэн давуу талтай бөгөөд гол нь илүү өндөр температурын хүрээ (+150 ° C) юм. цахиурын хувьд, германий хувьд +70°С) ба цахиур дээр SiO 2-ийн байгалийн хамгаалалтын хальс байгаа эсэх. Мөн RZPP-ийн мэргэшлийг аналог IC бий болгоход чиглүүлсэн. Тиймээс RZPP-ийн мэргэжилтнүүд IC үйлдвэрлэх германий технологийг хөгжүүлэх нь зохисгүй гэж үзсэн. Гэсэн хэдий ч транзистор, диод үйлдвэрлэхэд германи нь тодорхой хугацаанд байр сууриа алдаагүй. Ю.В.-ийн тэнхимд. Осокин, 1966 оноос хойш RZPP германий хавтгай шуугиан багатай богино долгионы транзистор GT329, GT341, GT 383 гэх мэтийг боловсруулж үйлдвэрлэсэн.Тэдний бүтээлийг Латвийн ЗХУ-ын Төрийн шагналаар шагнасан.

Өргөдөл

Цагаан будаа. 15. Хатуу хэлхээний модуль дээрх арифметик төхөөрөмж. 1965 оны TS товхимолын зураг.

Цагаан будаа. 16. Автомат телефон станцын удирдлагын төхөөрөмжийн харьцуулсан хэмжээс, реле болон тээврийн хэрэгсэл дээр хийсэн. 1965 оны TS товхимолын зураг.

R12-2 TS болон модулиудын үйлчлүүлэгчид болон анхны хэрэглэгчид нь тусгай системийг бүтээгчид байсан: Куполын нисэх онгоцны систем (NIIRE, GK Lyakhovich E.M.) болон тэнгисийн цэргийн болон иргэний автомат телефон станцуудад зориулсан Gnome компьютер (Зураг 15). (ургамал VEF, GK Misulovin L.Ya.). R12-2, R12-5 тээврийн хэрэгсэл, тэдгээрийн модуль ба KB-1-ийг бүтээх бүх үе шатанд идэвхтэй оролцсон бөгөөд KB-1-ээс энэхүү хамтын ажиллагааны гол куратор нь Н.А. Барканов. Тэд санхүүжилт, тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэх, янз бүрийн горим, ашиглалтын нөхцөлд тээврийн хэрэгсэл, модулиудын судалгаа хийхэд тусалсан.

TS R12-2 ба түүн дээр суурилсан "Квант" модулиуд нь тус улсын анхны микро схемүүд байв. Дэлхийд тэд анхдагч байсан - зөвхөн АНУ-д Texas Instruments болон Fairchild Semiconductor компаниуд анхны хагас дамжуулагч IC-ийг үйлдвэрлэж эхэлсэн бөгөөд 1964 онд IBM корпораци компьютерт зориулж зузаан хальсан эрлийз IC үйлдвэрлэж эхэлсэн. Бусад улс оронд IP-ийн талаар хараахан бодоогүй байна. Тиймээс нэгдсэн хэлхээ нь олон нийтийн сонирхлыг татдаг байсан бөгөөд тэдгээрийн ашиглалтын үр нөлөө нь гайхалтай сэтгэгдэл төрүүлж, зар сурталчилгаанд тоглож байсан. 1965 оны R12-2 тээврийн хэрэгслийн амьд үлдсэн товхимолд (бодит хэрэглээнд үндэслэсэн) дараахь зүйлийг бичсэн байна. Хатуу төлөвт P12-2 хэлхээг самбар дээрх тооцоолох төхөөрөмжид ашиглах нь эдгээр төхөөрөмжийн жин, хэмжээсийг 10-20 дахин бууруулж, эрчим хүчний зарцуулалтыг бууруулж, үйл ажиллагааны найдвартай байдлыг нэмэгдүүлэх боломжтой болгодог. ... Удирдлагын системд хатуу Р12-2 хэлхээг ашиглах, автомат телефон станцын мэдээлэл дамжуулах замыг солих нь удирдлагын төхөөрөмжийн эзлэхүүнийг ойролцоогоор 300 дахин багасгахаас гадна цахилгаан зарцуулалтыг (30-50) мэдэгдэхүйц бууруулах боломжтой болгож байна. удаа)". Эдгээр мэдэгдлийг Gnome компьютерийн арифметик төхөөрөмжийн гэрэл зургууд (Зураг 15) болон тухайн үед VEF үйлдвэрийн үйлдвэрлэсэн реле дээр суурилсан ATS тавиурыг охины алган дээрх жижиг блоктой харьцуулан харуулсан болно (Зураг 16). . Эхний Рига IC-ийн бусад олон тооны хэрэглээ байсан.

Үйлдвэрлэл

Одоо IC 102 ба 103 цувралын үйлдвэрлэлийн хэмжээг жилээс жилд бүрэн хэмжээгээр сэргээхэд хэцүү байна (Өнөөдөр RZPP нь том үйлдвэрээс жижиг үйлдвэр болж хувирсан бөгөөд олон архив алдагдсан). Гэхдээ Ю.В.-ийн дурсамжийн дагуу. Осокин, 1960-аад оны хоёрдугаар хагаст үйлдвэрлэлийн хэмжээ жилд олон зуун мянга, 1970-аад онд сая сая болж байв. Түүний амьд үлдсэн хувийн тэмдэглэлийн дагуу 1985 онд 102 цувралын IC - 4,100,000 ширхэг, 116 цувралын модуль - 1,025,000 ширхэг, 103 цувралын IC - 700,000 ширхэг, 10107 цуврал модуль - 10107 ширхэг үйлдвэрлэгдсэн байна. .

1989 оны сүүлээр Ю.В. Тухайн үед Альфа үйлдвэрлэлийн нийгэмлэгийн ерөнхий захирал байсан Осокин ЗХУ-ын Сайд нарын Зөвлөлийн дэргэдэх Цэрэг-аж үйлдвэрийн комиссын удирдлагад хандан 102, 103, 116, 117 дугаар цувралуудыг хуучирсан, хуучирсан тул үйлдвэрлэлээс хасах хүсэлт гаргажээ. хөдөлмөрийн өндөр эрчимтэй (25 жилийн хугацаанд микроэлектроник урагшлахаас хол байна), гэхдээ эрс татгалзсан. Цэргийн аж үйлдвэрийн цогцолборын орлогч дарга В.Л. Коблов түүнд онгоцууд найдвартай нисч, солихыг хассан гэж хэлэв. ЗХУ задран унасны дараа IC 102, 103, 116, 117 цувралуудыг 1990-ээд оны дунд үе хүртэл, өөрөөр хэлбэл 30 гаруй жил үйлдвэрлэсэн. Gnome компьютерууд Ил-76 болон бусад зарим онгоцны навигацийн бүхээгт суурилагдсан хэвээр байна. "Энэ бол супер компьютер" гэж манай нисгэгчид урьд өмнө хэзээ ч байгаагүй энэхүү төхөөрөмжийг сонирхож байгаад гадаадын хамт олон гайхаж байхад огтхон ч санаа зовдоггүй.

Тэргүүлэх асуудлын талаар

Хэдийгээр Ж.Килби, Р.Нойс нар өмнөх хүмүүстэй байсан ч тэднийг нэгдсэн хэлхээний зохион бүтээгчид хэмээн дэлхийн хамтын нийгэмлэг хүлээн зөвшөөрдөг.

Р.Килби, Ж.Нойс нар пүүсүүдээрээ дамжуулан нэгдсэн хэлхээний шинэ бүтээлийн патент авах хүсэлтээ гаргажээ. Техас Инструментс 1959 оны 2-р сард патент авах хүсэлт гаргасан бөгөөд Фэйрчайлд тэр оны 7-р сар хүртэл патент хийгээгүй. Харин 2981877 дугаартай патентыг 1961 оны дөрөвдүгээр сард Р.Нойсэд олгосон. Ж.Килби шүүхэд нэхэмжлэл гаргаж, зөвхөн 1964 оны 6-р сард 3138743 дугаартай патентаа авсан. Дараа нь тэргүүлэх чиглэлүүдийн талаар арван жилийн дайн болж, үүний үр дүнд (ховор тохиолдолд) "нөхөрлөл ялсан". Эцэст нь Давж заалдах шатны шүүх Нойсын технологийн давуу байдлын нэхэмжлэлийг дэмжсэн боловч Ж.Килбиг анхны ажлын бичил схемийг бүтээсэн гавьяатай гэж үзжээ. Texas Instruments болон Fairchild Semiconductor нар хоорондын лицензийн технологийн гэрээнд гарын үсэг зурав.

ЗХУ-д шинэ бүтээлийг патентлах нь зохиогчдод бэрхшээл, нэг удаагийн төлбөр, ёс суртахууны сэтгэл ханамжаас өөр зүйл өгдөггүй байсан тул олон шинэ бүтээл огт бүртгэгдээгүй байв. Бас Осокин ч яарсангүй. Гэхдээ аж ахуйн нэгжүүдийн хувьд шинэ бүтээлийн тоо нь нэг үзүүлэлт байсан тул тэдгээрийг бүртгүүлэх шаардлагатай хэвээр байв. Тиймээс Ю.Осокина, Д.Михалович нар 1966 оны 6-р сарын 28-ны өдөр л R12-2 автомашиныг зохион бүтээсэн тухай ЗХУ-ын Зохиогчийн гэрчилгээ No36845 авчээ.

Мөн Ж.Килби 2000 онд IP зохион бүтээсэн Нобелийн шагналтнуудын нэг болжээ. Р.Нойс дэлхийд хүлээн зөвшөөрөгдөөгүй, 1990 онд нас барсан бөгөөд журмын дагуу Нобелийн шагналыг нас барсны дараа олгодоггүй. Энэ тохиолдолд бүх микроэлектроникууд Р.Нойсын эхлүүлсэн замаар явсан тул энэ нь шударга бус юм. Нойсын мэргэжилтнүүдийн дундах эрх мэдэл нь маш өндөр байсан тул тэрээр "Цахиурын хөндийн хотын дарга" гэсэн хоч авч байсан, учир нь тэрээр Калифорнийн Силикон хөндий (В. Шокли гэж нэрлэдэг) албан бус нэртэй энэ хэсэгт ажиллаж байсан эрдэмтдийн дунд хамгийн алдартай нь байсан юм. "Цахиурын хөндийн Мосе"). Гэвч Ж.Килбигийн ("үсэрхэг" германиум) замнал мухардалд орж, түүний компанид ч хэрэгжээгүй. Гэхдээ амьдрал үргэлж шударга байдаггүй.

Нобелийн шагналыг гурван эрдэмтэн хүртжээ. Үүний талыг 77 настай Жек Килби хүлээн авсан бол нөгөө талыг нь Оросын Шинжлэх ухааны академийн академич Жорес Алферов болон Санта Барбара дахь Калифорнийн их сургуулийн профессор, герман-америк Герберт Кремер нар хуваасан байна. өндөр хурдны оптоэлектроникт ашигладаг хагас дамжуулагч гетероструктурыг хөгжүүлэх.

Мэргэжилтнүүд эдгээр ажлыг дүгнэхдээ “Нэгдмэл хэлхээ бол мэдээжийн хэрэг, нийгэм, дэлхийн эдийн засагт асар их нөлөө үзүүлсэн зууны нээлт” гэж онцолжээ. Мартагдсан Ж.Килбигийн хувьд Нобелийн шагнал гэнэтийн бэлэг байлаа. сэтгүүлд өгсөн ярилцлагадаа Еврофизикийн мэдээТэр хүлээн зөвшөөрсөн: " Тэр үед электроникийн хөгжилд эдийн засгийн үүднээс юу чухал вэ гэдгийг л бодож байсан. Гэхдээ электрон бүтээгдэхүүний өртөг буурсан нь цахим технологийн өсөлтөд хүргэнэ гэдгийг би тэр үед ойлгосонгүй.".

Ю.Осокины бүтээлийг зөвхөн Нобелийн хороо ч үнэлдэггүй. Тэд манай улсад ч мартагдаж, микроэлектроникийг бий болгоход тус улсын тэргүүлэх чиглэл хамгаалагдаагүй байна. Тэгээд тэр эргэлзээгүй байсан.

1950-иад онд нэг цул болор эсвэл нэг керамик субстрат дээр олон элементийн бүтээгдэхүүн болох нэгдсэн хэлхээг бий болгох материаллаг суурийг бий болгосон. Тиймээс олон мэргэжилтнүүдийн оюун санаанд бараг нэгэн зэрэг IP-ийн санаа бие даан үүссэн нь гайхах зүйл биш юм. Шинэ санааг хэрэгжүүлэх хурд нь зохиогчийн технологийн чадавхи, үйлдвэрлэгчийн сонирхол, өөрөөр хэлбэл анхны хэрэглэгч байгаа эсэхээс хамаарна. Энэ тал дээр Ю.Осокин америк нөхдөөсөө илүү байр суурьтай байсан. Килби TI-д шинэ хүн байсан тул тэр ч байтугай прототипийг хийснээр цул хэлхээг хэрэгжүүлэх үндсэн боломжийг компанийн удирдлагад нотлох шаардлагатай болсон. Үнэн хэрэгтээ Ж.Килбигийн IP-ийг бий болгоход гүйцэтгэсэн үүрэг бол ТИ-ийн удирдлагыг дахин сургаж, Р.Нойсыг өөрийн зохион байгуулалтаар идэвхтэй арга хэмжээ авахад түлхэц өгөх явдал юм. Килбигийн шинэ бүтээл олноор үйлдвэрлэлд ороогүй. Р.Нойс залуу, хараахан хүчирхэг биш компанидаа шинэ хавтгай технологийг бүтээхээр явсан бөгөөд энэ нь үнэхээр дараагийн микроэлектроникийн үндэс суурь болсон боловч зохиогчид шууд бууж өгөөгүй. Дээр дурдсантай холбогдуулан тэд болон тэдний компаниуд их хэмжээний IC барих санаагаа бодитоор хэрэгжүүлэхийн тулд маш их хүчин чармайлт, цаг хугацаа зарцуулах шаардлагатай болсон. Тэдний анхны дээжүүд туршилтын шинж чанартай хэвээр байсан боловч тэдний боловсруулаагүй бусад микро схемүүд олноор үйлдвэрлэгдэж эхэлсэн. Үйлдвэрлэлээс хол байсан Килби, Нойс нараас ялгаатай нь үйлдвэрийн эзэн Ю.Осокин нь үйлдвэрлэлийн аргаар боловсруулсан хагас дамжуулагч RZPP технологид тулгуурлаж, NIIRE болон ойролцоох VEF үйлдвэрийг хөгжүүлэх санаачлагч хэлбэрээр анхны тээврийн хэрэгслийн хэрэглэгчдэд баталгаа өгчээ. Энэ ажилд тусалсан. Эдгээр шалтгааны улмаас түүний тээврийн хэрэгслийн анхны хувилбар нэн даруй туршилтын үйлдвэрлэлд орж, масс үйлдвэрлэлд жигд шилжиж, 30 гаруй жил тасралтгүй үргэлжилсэн. Ийнхүү Килби, Нойс нараас хожуу TS хөгжүүлж эхэлсэн тул Ю.Осокин (энэ тэмцээнийг мэдэхгүй) тэднийг хурдан гүйцэв. Түүгээр ч барахгүй Ю.Осокины бүтээлүүд нь америкчуудын бүтээлтэй ямар ч холбоогүй бөгөөд үүний нотолгоо нь түүний тээврийн хэрэгслийн үнэмлэхүй ялгаатай байдал, Килби, Нойс микро схемээс хэрэгжүүлсэн шийдлүүд юм. Texas Instruments (Килбигийн шинэ бүтээл биш), Fairchild болон RZPP нар 1962 онд IC-ээ бараг нэгэн зэрэг үйлдвэрлэж эхэлсэн. Энэ нь Ю.Осокиныг Р.Нойстой эн зэрэгцэхүйц, Ж.Килбигээс ч илүү интеграль хэлхээг зохион бүтээгчдийн нэг гэж үзэх бүрэн эрхийг олгож байгаа бөгөөд Ж.Килбигийн Нобелийн шагналын нэг хэсгийг Ю.Килбитэй хуваалцах нь шударга ёсонд нийцнэ. Осокин. Хоёр түвшний интеграцчилал бүхий анхны GIS-ийн тухайд (болон ерөнхийдөө GIS) энд тэргүүлэх ач холбогдол өгч байна. NIIRE-ийн Пелипенко бол маргаангүй юм.

Харамсалтай нь музейд шаардлагатай тээврийн хэрэгсэл, тэдгээрт суурилсан төхөөрөмжүүдийн дээжийг олох боломжгүй байв. Зохиогч ийм дээж эсвэл гэрэл зургуудад маш их талархах болно.

Эхний тооцоолох төхөөрөмжийг нэрлэ. Абакийн тооцоолуур нэмэх машин Орос иж бүрэн дунд ямар санаа дэвшүүлэв

19-р зууны Английн математикч Чарльз Бэббиж?

Арифметик төхөөрөмж, хяналтын төхөөрөмж, мөн оруулах, хэвлэх төхөөрөмж бүхий программ удирдлагатай тооцоолох машин бүтээх санаа

Гар утас бүтээх санаа

Компьютерийн удирдлагатай робот бүтээх санаа

Вакуум хоолойд суурилсан анхны компьютер хэдэн онд, хаана бүтээгдсэн бэ?

1945, АНУ

1944, Англи

1946 он, Франц

Гурав дахь үеийн компьютерийг ямар үндэслэлээр бүтээсэн бэ?

Нэгдсэн хэлхээ

хагас дамжуулагч

вакуум хоолой

хэт том хэмжээний нэгдсэн хэлхээ

Анхны хувийн компьютер ямар нэртэй байсан бэ?

Компьютерийн төв төхөөрөмжийг нэрлэнэ үү.

CPU

Системийн нэгж

эрчим хүчний нэгж

Эх хавтан

Процессор нь танилцуулсан мэдээллийг боловсруулдаг:

Аравтын тооллын системд

Англи хэлэнд

Орос хэл дээр

Машины хэлээр (хоёртын кодоор)

Тоон болон текст мэдээллийг оруулахын тулд ашиглана уу

Гар

Сканнер нь...

Зураг, текст баримт бичгийг компьютерт оруулахад зориулагдсан

Үүн дээр тусгай үзгээр зурах зориулалттай

Мониторын дэлгэц дээр курсорыг хөдөлгөж байна

Голограф зураг авах

10. Санхүүгийн баримтыг хэвлэхэд ямар төрлийн принтер ашиглах нь тохиромжтой вэ?

Матриц хэвлэгч

Тийрэлтэт хэвлэгч

Лазер принтер

Хураангуйг хэвлэхэд ямар төрлийн принтер ашиглах нь тохиромжтой вэ?

Матриц хэвлэгч

Тийрэлтэт хэвлэгч

Лазер принтер

Зураг хэвлэхэд ямар төрлийн принтер ашиглахад тохиромжтой вэ?

Матриц хэвлэгч

Тийрэлтэт хэвлэгч

Лазер принтер

Компьютерийн ариун цэвэр, эрүүл ахуйн шаардлага хангаагүйгээс хүний ​​эрүүл мэндэд хортой...

Катодын туяа хоолойн монитор

LCD дэлгэц

Плазмын хавтан

Таныг компьютерээ унтраахад бүх мэдээлэл устах болно...

Санамсаргүй хандалт санах ой

Хатуу диск

лазер диск

Компьютерийн ямар төхөөрөмжид мэдээлэл хадгалагддаг вэ?

Гадаад санах ой;

CPU;

Оптик замууд нь нимгэн, илүү нягт байрладаг ...

Дижитал видео диск (DVD диск)

Компакт диск (CD-диск)

Оролтын төхөөрөмжид...

Гаралтын төхөөрөмжид...

Гар, хулгана, джойстик, гэрлийн үзэг, сканнер, дижитал камер, микрофон

Чанга яригч, монитор, принтер, чихэвч

Хатуу диск, процессор, санах ойн модулиуд, эх хавтан, уян диск

Хөтөлбөрийг ... гэж нэрлэдэг.

Компьютерийн программ нь компьютерийн ажиллагааг удирдаж чаддаг бол...

RAM-д

Уян диск дээр

Хатуу диск дээр

CD дээр

Өгөгдөл нь...

Өгөгдлийг боловсруулах явцад компьютерийн гүйцэтгэх командуудын дараалал

Мэдээллийг дижитал хэлбэрээр үзүүлж, компьютер дээр боловсруулдаг

Нэртэй, урт хугацааны санах ойд хадгалагдсан өгөгдөл

Файл нь...

Текстийг компьютер дээр хэвлэсэн

Мэдээллийг дижитал хэлбэрээр үзүүлж, компьютер дээр боловсруулдаг

Урт хугацааны санах ойд хадгалагдсан нэртэй програм эсвэл өгөгдөл

Уян дискийг хурдан форматлах үед...

Дискний лавлахыг цэвэрлэж байна

Бүх өгөгдөл устсан

Дискний дефрагментаци явагдаж байна

Дискний гадаргууг шалгаж байна

Уян дискийг бүрэн форматлах үед...

бүх өгөгдөл устгагдсан

дискийг бүрэн хайлт хийж байна

Дискний лавлахыг цэвэрлэж байна

диск систем болж хувирна

Олон түвшний шаталсан файлын системд...

Файлууд нь үүрлэсэн фолдеруудын систем болох системд хадгалагддаг

Файлууд нь шугаман дараалал бүхий системд хадгалагддаг

Компьютерийн технологийн хөгжлийн түүх:

1. Анхны тооцоолох төхөөрөмжийг нэрлэнэ үү.
1) Абакус
2) Тооцоологч
3) Арифмометр
4) Оросын абакус

2. 19-р зууны дунд үед Английн математикч Чарльз Бэббиж ямар санаа дэвшүүлсэн бэ?
1) Арифметик төхөөрөмж, хяналтын төхөөрөмж, түүнчлэн оруулах, хэвлэх төхөөрөмж бүхий програмын удирдлагатай тооцоолох машин бүтээх санаа
2) Гар утас бүтээх санаа
3) Компьютерийн удирдлагатай робот бүтээх санаа
3. Компьютерийн анхны программистыг нэрлэ.
1) Ада Лавлейс
2) Сергей Лебедев
3) Билл Гейтс
4) Софья Ковалевская

4. Вакуум хоолойд суурилсан анхны компьютер хэдэн онд хаана бүтээгдсэн бэ?
1) 1945, АНУ
2) 1950, ЗХУ
3) 1944, Англи
4) 1946, Франц

5. Гурав дахь үеийн компьютерийг ямар үндэслэлээр бүтээсэн бэ?
1) нэгдсэн хэлхээ
2) хагас дамжуулагч
3) вакуум хоолой
4) хэт том хэмжээний нэгдсэн хэлхээ

6. Анхны персонал компьютер ямар нэртэй байсан бэ?
1) Apple II
2) IBM PC
3) Dell
4) Корветт
Компьютерийн бүтэц.......................15
1. Компьютерийн төв төхөөрөмжийг нэрлэнэ үү.
1) Процессор
2) Системийн нэгж
3) Цахилгаан хангамж
4) Эх хавтан
2. Физик мэдээллийг хэрхэн бүртгэж, компьютерт дамжуулдаг вэ?
1) тоо;
2) програм ашиглах;
3) цахилгаан дохио хэлбэрээр илэрхийлэгддэг.

3. Процессор нь танилцуулсан мэдээллийг боловсруулдаг:
1) Аравтын бутархай тооллын системд
2) Англи хэл дээр
3) Орос хэл дээр
4) Машины хэлээр (хоёртын кодоор)
4. Тоон болон бичвэр мэдээлэл оруулахын тулд ашиглана уу
1) Гар
2) Хулгана
3) Трекбол
4) бариул
5. Координат оруулах төхөөрөмжийн хамгийн чухал шинж чанар нь нягтрал бөгөөд энэ нь ихэвчлэн 500 dpi (нэг инч (1 инч = 2.54 см)) бөгөөд энэ нь ... гэсэн үг юм.
1) Хулганаа нэг инч хөдөлгөхөд хулганы заагч 500 цэг хөдөлнө
2) Хулгана 500 оноо хөдөлгөхөд хулганы заагч нэг инч хөдөлнө
6. Сканнер нь...
1) Зураг, текст баримт бичгийг компьютерт оруулахад зориулагдсан
2) Үүн дээр тусгай үзэг ашиглан зурах
3) Мониторын дэлгэц дээр курсорыг хөдөлгөх
4) Голограф зураг авах
Гаралтын төхөөрөмжүүд................................21
1. Санхүүгийн баримтыг хэвлэхэд ямар төрлийн принтер ашиглах нь тохиромжтой вэ?
1) Цэгэн матриц хэвлэгч
2) бэхэн принтер
3) Лазер принтер
2. Хураангуйг хэвлэхэд ямар төрлийн принтер ашиглах нь тохиромжтой вэ?
1) Цэгэн матриц хэвлэгч
2) бэхэн принтер
3) Лазер принтер

1. Зураг хэвлэхэд ямар төрлийн принтер ашиглах нь тохиромжтой вэ?
1) Цэгэн матриц хэвлэгч
2) бэхэн принтер
3) Лазер принтер
2. Компьютерийн ариун цэвэр, эрүүл ахуйн шаардлага хангаагүйгээс хүний ​​эрүүл мэндэд хортой...
1) Катодын туяа хоолойн монитор
2) Шингэн болор дэлгэц
4) Плазмын хавтан
3. Мэдээллийг бүртгэх, унших боломжийг олгодог төхөөрөмжийг... гэнэ.
1) Диск хөтөч эсвэл хадгалах төхөөрөмж

4. Компьютерээ унтраахад...-аас бүх мэдээлэл устдаг.
4) RAM
5) Хатуу диск
6) Лазер диск
7) Уян диск
13. Компьютерийн ямар төхөөрөмжид мэдээлэл хадгалагддаг вэ?
1) гадаад санах ой;
2) хяналт тавих;
3) процессор;
2. Оптик зам нь нимгэн, илүү нягт байрладаг ...
1) Дижитал видео диск (DVD диск)
2) Компакт диск (CD - диск)
3) Уян диск
3. Соронзон ба соронзлогдоогүй хэсгүүд ээлжлэн оршдог төвлөрсөн замууд дээр мэдээлэл ямар диск дээр хадгалагддаг вэ?
1) Уян диск дээр
2) CD дээр
3) DVD дээр

4. Оролтын төхөөрөмжид...

1) Хатуу диск, процессор, санах ойн модулиуд, эх хавтан, уян диск
5. Гаралтын төхөөрөмжид...
1) Гар, хулгана, джойстик, гэрлийн үзэг, сканнер, дижитал камер, микрофон
2) Чанга яригч, монитор, принтер, чихэвч
3) Хатуу диск, процессор, санах ойн модулиуд, эх хавтан, уян диск
6. Программыг... гэж нэрлэдэг.

7. Компьютерийн программ нь компьютерийн... байрлалтай бол түүний ажиллагааг удирдах боломжтой.
1) RAM-д
2) Уян диск дээр
3) Хатуу диск дээр
4) CD дээр
8. Өгөгдөл нь...
1) Мэдээлэл боловсруулах явцад компьютер гүйцэтгэдэг командуудын дараалал
2) Тоон хэлбэрээр танилцуулж, компьютер дээр боловсруулсан мэдээлэл
3) Урт хугацааны санах ойд хадгалагдсан нэртэй өгөгдөл
9. Файл нь...
1) Компьютер дээр хэвлэсэн текст
2) Тоон хэлбэрээр танилцуулж, компьютер дээр боловсруулсан мэдээлэл
3) Урт хугацааны санах ойд хадгалагдсан нэртэй програм эсвэл өгөгдөл

10. Уян дискийг хурдан форматлах үед...
1) Дискний лавлахыг цэвэрлэж байна
2) Бүх өгөгдлийг устгасан
3) Дискийг дефрагментаци хийж байна
4) Шалгалтыг дагуу явуулна

1. Тоолох, цоолох машиныг хэзээ, хэн зохион бүтээсэн бэ? Тэдэнтэй холбоотой ямар асуудлыг шийдсэн бэ?

2. Цахилгаан механик реле гэж юу вэ? Реле компьютер хэзээ үүссэн бэ? Тэд хэр хурдан байсан бэ?
3. Анхны компьютер хаана, хэзээ бүтээгдсэн бэ? Үүнийг юу гэж нэрлэдэг байсан бэ?
4. Компьютерийг бүтээхэд Жон фон Нейман ямар үүрэг гүйцэтгэсэн бэ?
5. Дотоодын анхны компьютерийн зохион бүтээгч хэн бэ?
6. Эхний үеийн машинууд ямар элементийн үндсэн дээр бүтээгдсэн бэ? Тэдний гол онцлог юу байсан бэ?
7. Хоёр дахь үеийн машинууд ямар элементийн суурь дээр бүтээгдсэн бэ? Эхний үеийн компьютеруудтай харьцуулахад тэдний давуу тал юу вэ?
8. Интеграл схем гэж юу вэ? Анхны нэгдсэн хэлхээтэй компьютер хэзээ үүссэн бэ? Тэднийг юу гэж нэрлэдэг байсан бэ?
9. Гурав дахь үеийн машинууд гарч ирснээр компьютерийн хэрэглээний ямар шинэ салбарууд бий болсон бэ?