Ic được chế tạo bằng công nghệ gì

Nội dung chính Show

IC là gì?
Công dụng, chức năng của IC là gì?
Các loại IC phổ biến
Phân loại theo xử lý tín hiệu
Phân loại theo công nghệ chế tạo
Phân loại theo mức độ tích hợp
Phân loại theo công dụng của mạch
Phân loại theo mức độ tích hợp
Phân loại theo công nghệ
Phân loại theo công dụng

Đăng bởi Nguyễn Phương vào lúc 10/06/2020

IC là một loại linh kiện không thể thiếu trong bất cứ mạch điện tử nào, vậy IC là gì? Cầu tạo và chức năng là gì?

IC là gì?

IC tiếng anh là integrated circuit hay còn gọi là chip hay vi mạch điện tử, vi mạch tích hợp,..là một tập hợp của nhiều các linh kiện bán dẫn và linh kiện thụ động (như transistor và điện trở). Chúng được kết nối với nhau để thực hiện một số chức năng xác định, nó được thiết kế, tạo ra để đảm nhiệm một chức năng như một linh kiện kết hợp.

Công dụng, chức năng của IC là gì?

IC hay mạch tích hợp có vai trò rất quan trọng trong đời sống, nó ứng dụng vào hầu hết các thiết bị công nghệ, các thiết bị công nghiệp như máy cắt dây CNC, máy phay máy tiện. Mạch tích hợp (IC) giúp làm giảm kích thước của mạch đi rất nhiều (cỡ vài micromet), hơn nữa chúng còn làm độ chính xác tăng lên. IC cũng là phần tử quan trọng nhất trong mạch logic, điều khiển. IC có 2 loại chính là có thể lập trình linh hoạt hoặc định sẵn chức năng (không lập trình được), mỗi loại có chức năng nhiệm vụ riêng và đều được ghi lên bảng thông tin (datasheet) của nhà sản xuất cung cấp.

Các loại IC phổ biến

Để phân loại IC chúng ta có rất nhiều cách như: theo chức năng, tín hiệu, công nghệ,..

Phân loại theo xử lý tín hiệu

IC digital xử lý hoặc lưu trữ các tín hiệu digital.
IC analog hay IC tuyến tính xử lý tín hiệu analog.
IC hỗn hợp, có cả analog và digital.

Phân loại theo công nghệ chế tạo

Monolithic: Các phần tử đặt rteen miếng nền vật liệu bán dẫn đơn tinh thể.
Mạch màng mỏng: phần tử tạo bằng lắng động trên thủy tinh. Thường thấy ở các mạng điện trở. Được chế tạo bằng cách cân bằng điện tử. Các thiết bị này được sản xuất với chi tiết và độ chính xác rất cao đồng thời được bảo vệ và phủ nhúng tốt. Ứng dụng trong sản xuất màn hình phẳng.
Lai mạch dày kết hợp với Chip

Phân loại theo mức độ tích hợp

IC là thuật ngữ chung. Sau đó được chia ra thành SSI và MSI, LSI, VLSI(CPU, GPU, ROM, RAM, PLA…), UL

Phân loại theo công dụng của mạch

CPU, khá quen thuộc với các bạn yêu máy tính, được xem là bộ vi xử lý của máy tính ngày nay.
Memory, bộ nhớ lưu trữ.
Công nghệ RFID để giám sát sử dụng cho khóa cửa điện tử chống trộm cao cấp hiện nay
ASIC với công dụng điều khiên các lò nướng bánh, các thiết bị xe hơi, máy giặt…
ASSP là sản phẩm tiêu chuẩn cho ứng dụng cụ thể.
IC cảm biến quá trình như gia tốc, ánh sáng, từ trường, chất độc,…
DSP (Digital signal processing
ADC và DAC, chuyển đổi analog ←→ digital
FPGA (Field-programmable gate array) được cấu hình bởi các IC digital của khách hàng.
Vi điều khiển (microcontroller) chứa tất cả các bộ phận của một máy tính nhỏ.
IC công suất có thể xử lý các dòng hay điện áp lớn.
System-on-a-chip (SoC) là hệ thống trong một chip.

Qua bài viết trên của điện tử Phương Dũng các bạn đã phần nào hiểu hơn về IC là gì, cầu tạo chức năng ra sao. Ngày nay, IC được cải tiến và tích hợp rất nhiều chức năng khác nhau, tốc độ xử lý mạnh mẽ, nhỏ gọn hơn và các bạn có thể bắt gặp ở rất nhiều thiết bị hay đồ dùng trong gia đình.

Nếu có bất cứ thắc mắc nào liên quan đến công nghệ, kĩ thuật hãy liên hệ ngay đến hotline và đừng quên ghé thăm cửa hàng của shop nhé!

Kĩ thuật: Mr.Dũng (tiến sĩ)
Bán hàng: Mrs.Phương

Xem thêm: Tâm Việt Foods

Vi mạch (tiếng Anh: microchip) hay vi mạch tích hợp, hoặc mạch tích hợp (tiếng Anh: integrated circuit, gọi tắt IC, còn gọi là chip theo thuật ngữ tiếng Anh) là tập các mạch điện chứa các linh kiện bán dẫn (như transistor) và linh kiện điện tử thụ động (như điện trở) được kết nối với nhau, để thực hiện được một chức năng xác định. Tức là mạch tích hợp được thiết kế để đảm nhiệm một chức năng như một linh kiện phức hợp.[1]

CPU Intel 80486 DX2 có kích thước 12×6.75 mm.

Các linh kiện kích thước cỡ micrometre (hoặc nhỏ hơn) chế tạo bởi công nghệ silicon.

Mạch tích hợp giúp giảm kích thước của mạch điện đi rất nhiều, bên cạnh đó là độ chính xác tăng lên. IC là một phần rất quan trọng của các mạch logic. Có hai loại IC chính gồm lập trình được và cố định chức năng, không lập trình được. Mỗi IC có tính chất riêng về nhiệt độ, điện thế giới hạn, công suất làm việc, được ghi trong bảng thông tin (datasheet) của nhà sản xuất.[2]

Hiện nay, công nghệ silicon đang tiến tới những giới hạn của vi mạch tích hợp và các nhà nghiên cứu đang nỗ lực tìm ra một loại vật liệu mới có thể thay thế công nghệ silicon này.

Lịch sử phát triển của mạch tích hợp bắt đầu từ năm 1949, khi kỹ sư người Đức Werner Jacobi (Siemens AG) nộp bằng sáng chế cho một thiết bị khuếch đại bán dẫn giống như mạch tích hợp, có 5 transistor trên một bề mặt chung cho bộ khuếch đại 3 tầng, làm dụng cụ trợ thính.

Ngày 12 tháng 9 năm 1958, người Mỹ Jack Kilby ở Texas Instruments trình bày vi mạch đầu tiên.[3] Kilby sau đó giành được giải thưởng Nobel Vật lý năm 2000.

Nửa năm sau sự kiện Kilby, Robert Noyce ở Fairchild Semiconductor phát triển ý tưởng của riêng mình về một mạch tích hợp giải quyết được nhiều vấn đề thực tế mà Kilby đã không làm được. Thiết kế Noyce được làm bằng silicon, trong khi chip Kilby làm bằng germanium. Noyce thông tin cho Kurt Lehovec ở Sprague Electric về các nguyên tắc của tiếp giáp p-n cô lập gây ra bởi tác động của một tiếp giáp p-n có thiên áp (diode), là một khái niệm quan trọng về IC.

Fairchild Semiconductor cũng là quê hương của công nghệ vi mạch silicon-gate đầu tiên với cổng tự liên kết (self-aligned gate), cơ sở của tất cả các chip CMOS của máy tính hiện đại. Công nghệ này được phát triển bởi nhà vật lý người Ý Federico Faggin vào năm 1968, người sau đó đã gia nhập Intel và phát triển các đơn chip Central Processing Unit (CPU) (Intel 4004) đầu tiên, và ông nhận Huy chương Quốc gia về Công nghệ và Đổi mới năm 2010.

Theo xử lý tín hiệu

IC digital xử lý hoặc lưu trữ các tín hiệu digital.
IC analog hay IC tuyến tính xử lý tín hiệu analog.
IC hỗn hợp, có cả analog và digital.

Phân loại theo mức độ tích hợp

IC (Integrated Circuit), tên chung. Từng còn chia ra SSI (small-scale integration) và MSI (medium-scale integration)
LSI (Large Scale Integrated)
VLSI (Very Large Scale Integrated) Các CPU, GPU, ROM, RAM, PLA, chipset, microcontroller,...
ULSI (ultra-large-scale integration) dự đặt cho mạch trên 1 triệu transistor.[4]

Phân loại theo công nghệ

Theo công nghệ[2]

Monolithic: tất cả các phần tử đặt trên một miếng nền vật liệu bán dẫn đơn tinh thể. Các linh kiện bán dẫn được tạo bằng pha tạp chất (doping), và theo thứ tự lớp thực hiện lai ghép điện trở, đường mạch dẫn, tụ điện, lớp cách điện, cực gate của MOSFET. Ví dụ công nghệ TTL, CMOS, CCD, BiCMOS, DMOS, BiFET-, transistor lưỡng cực.
Mạch màng mỏng hay mạch phim, là những phần tử được tạo bằng lắng đọng hơi trên nền thủy tinh. Nó thường là các mạng điện trở. Chúng có thể được chế tạo bằng cách cân bằng điện tử với độ chính xác cao, và được phủ nhúng bảo vệ. Trong nhóm này bao gồm cả các mạch của transistor màng mỏng (TFT), ví dụ trong ứng dụng màn hình phẳng.
Lai mạch màng dày kết hợp một số chip, vết mạch in đường dây dẫn, linh kiện điện tử thụ động (gần như chỉ có điện trở). Nền thường là gốm và thường được nhúng tráng.

Phân loại theo công dụng

Theo công dụng

CPU, vi xử lý trong máy tính.
Memory, bộ nhớ lưu trữ dữ liệu digital
Thu nhỏ chip trong công nghệ RFID để giám sát (Identification) không tiếp xúc của các đối tượng hay các sinh vật sống
IC logic tiêu chuẩn thuộc họ logic khác nhau
ASIC dành cho phát triển ứng dụng cụ thể, ví dụ cho điều khiển lò nướng bánh, xe hơi, máy giặt,...
ASSP là sản phẩm tiêu chuẩn cho ứng dụng cụ thể, tương tự như ASIC, nhưng có sẵn từ các nhà sản xuất và không được xây dựng theo yêu cầu của khách hàng
IC cảm biến quá trình vật lý, hoá, sinh hoá,... ví dụ gia tốc, ánh sáng, từ trường, chất độc,...
DSP (Digital signal processing) xử lý tín hiệu digital.
ADC và DAC, chuyển đổi analog ←→ digital
FPGA (Field-programmable gate array) được cấu hình bởi các IC digital của khách hàng, trong đó bao gồm một số lượng lớn các đơn vị chức năng kết nối được (interconnectable)
Vi điều khiển (microcontroller) chứa tất cả các bộ phận của một máy tính nhỏ (bộ nhớ chương trình, ALU, bộ nhớ và thanh ghi)
IC công suất có thể xử lý các dòng hay điện áp lớn (ví dụ khuếch đại công suất lớn, kiểm soát mạng điện lưới)
System-on-a-chip (SoC) là hệ thống trong một chip.

^ Horowitz, Paul; Hill, Winfield (1989). The Art of Electronics (2nd ed.). Cambridge University Press. p. 61. ISBN 0-521-37095-7.
^ a b Integrated circuit (IC). JEDEC, 2014. Truy cập 01 Apr 2015.
^ Jack S. Kilby, Miniaturized Electronic Circuits, United States Patent Office, US Patent 3,138,743, filed ngày 6 tháng 2 năm 1959, issued ngày 23 tháng 6 năm 1964.
^ Ultra-large scale integration. IEEE Xplore Digital Library, 2005. Truy cập 01 Apr 2015.