Integrovaný obvod

Integrovaný obvod  (skratka IO; iné názvy: mikroelektronický obvod, mikroobvod; vrátane príslušnej časti plátku alebo vrátane prísl. časti plátku a puzdra: čip v širšom zmysle resp. pri určitej veľkosti aj mikročip; angl. integrated circuit [skr. IC], microelectronic circuit, microcircuit, chip, mikrochip) je elektronický obvod, ktorý obsahuje aspoň 2 vzájomne prepojené aktívne polovodičové prvky (tranzistory) a ďalšie pasívne súčiastky (diódy, rezistory a kondenzátor), a ktorý je zhotovený na tenkom polovodičovom substráte (čip v užšom zmysle), vyrobenom rozdelením plátku, a je uzavretý v puzdre.

Integrované obvody sa dnes používajú prakticky vo všetkých oblastiach ľudskej činnosti, kde sa využívajú elektronické prístroje. Väčšina typov IO je úzko špecializovaná na určitú funkciu, od analógových obvodov ako sú zosilňovače až po najzložitejšie číslicové obvody, ktorými sú mikroprocesory.

Dejiny vzniku prvého IO 
Prvý integrovaný obvod skonštruoval Jack Kilby z firmy Texas Instruments v roku 1958 a v tom istom roku Robert Noyce z Fairchild Semiconductor (nezávisle na ňom). Kilby si svoj vynález dal v roku 1964 patentovať pod číslom 3 138 743. V roku 2000 zaň získal Nobelovu cenu. Jack Kilby je majiteľom viac ako 60-tich patentov a je tiež známy ako tvorca prvej prenosnej kalkulačky z roku 1967. Robert Noyce so 16-timi patentami bol jeden z troch hlavných zakladateľov firmy Intel, spoločnosť zodpovednú za vývoj prvých mikroprocesorov v roku 1968. Obaja nezávisle od seba koncipovali teóriu v takmer tom istom čase (na prelome rokov 1958/1959) a obaja demonštrovali funkčné zariadenia, aj keď s použitím rôznych materiálov a technológií. Dve spoločnosti tak registrovali patenty a viedli dlhý súdny spor o práva. Napokon sa dohodli na vzájomnom licencovaní svojich technológií.

Rozdelenie obvodov podľa stupňa integrácie (SI) 
 Small - SSI - 15 prvkov
 Medium - MSI - 10-100 prvkov
 Large - LSI - 1000-ky prvkov
 Very large - VLSI - 10 000 - 100 000 prvkov
 Ultra Large - ULSI - 1 000 000 - milióny prvkov

Súčasné (v roku 2019) mikroprocesory AMD Epyc majú vyše 19 miliárd, čiže 19.109 tranzistorov. 

V roku 2019 spoločnosť Samsung vyrobila 1 TB flash čip s ôsmimi na sebe naskladanými 96-vrstvovými V-NAND matricami s technológiou quad-level cell (QLC) (4 bity na tranzistor), čo zodpovedá 2 triliónom čiže 2.1012 tranzistorov, čo je najvyšší počet tranzistorov zo všetkých IC čipov vyrobených do roku 2023.

Spôsoby výroby 
Keď sa hovorí o integrovaných obvodoch, zvyčajne ide o monolitické integrované obvody. Výrobný proces môže byť extrémne komplexný, zahrňujúci mnoho rôznych technológií ako napríklad leptanie, iónová implantácia, oxidácia, pasivácia, dotácia a podobne. Konečný výsledok môže byť čip obsahujúci desiatky miliónov navzájom prepojených tranzistorov. 

V súčasnosti sa v závodoch na výrobu polovodičov ako najčastejší proces výroby polovodičových súčiastok a integrovaných obvodov využíva fotolitografia.

Pozri aj 
 Monolitický integrovaný obvod
Moorov zákon
Závod na výrobu polovodičov

Referencie

Iné projekty

Externé odkazy 
 The first monolithic integrated circuits 
 A large chart listing ICs by generic number 
 The History of the Integrated Circuit 
  – Jack Kilby
 IC Die Photography 

Elektrické súčiastky
 
Mikroelektronika