تعريف وأصل الشريحة
الشريحة - مصطلح عام لمنتجات مكونات أشباه الموصلات، الدوائر المتكاملة، والمختصرة باسم IC؛ أو الدوائر الدقيقة، والرقائق الدقيقة، والرقائق/الرقائق، في الإلكترونيات هي طريقة لتصغير الدوائر (أجهزة أشباه الموصلات بشكل أساسي، ولكن أيضًا المكونات السلبية، إلخ) ويتم تصنيعها من وقت لآخر على سطح رقائق أشباه الموصلات.
من عام 1949 إلى عام 1957، تم تطوير النماذج الأولية بواسطة فيرنر جاكوبي، وجيفري دومر، وسيدني دارلينجتون، وياسو تاروي، ولكن الدائرة المتكاملة الحديثة اخترعها جاك كيلبي في عام 1958. وقد حصل على جائزة نوبل في الفيزياء في عام 2000، ولكن روبرت نويس، الذي طور أيضًا دائرة متكاملة عملية حديثة في نفس الوقت، توفي في عام 1990.
الميزة العظيمة للرقاقة
بعد اختراع الترانزستورات وإنتاجها بكميات كبيرة، استُخدمت مكونات أشباه الموصلات ذات الحالة الصلبة، مثل الثنائيات والترانزستورات، بأعداد كبيرة، مما حل محل وظيفة الصمامات المفرغة في الدوائر الكهربائية. وبحلول منتصف القرن العشرين وأواخره، أتاح التقدم في تكنولوجيا تصنيع أشباه الموصلات إمكانية تطوير الدوائر المتكاملة. وبالمقارنة مع الدوائر المُجمّعة يدويًا التي تستخدم مكونات إلكترونية منفصلة، تستطيع الدوائر المتكاملة دمج عدد كبير من الترانزستورات الدقيقة في شريحة صغيرة، وهو تقدم هائل. تضمن الإنتاجية العالية والموثوقية والنهج المعياري لتصميم الدوائر المتكاملة التبني السريع للدوائر المتكاملة القياسية بدلاً من التصميم باستخدام ترانزستورات منفصلة.
تتميز الدوائر المتكاملة بميزتين رئيسيتين مقارنةً بالترانزستورات المنفصلة: التكلفة والأداء. يعود انخفاض التكلفة إلى أن الشريحة تطبع جميع المكونات كوحدة واحدة، بدلاً من إنتاج ترانزستور واحد فقط في كل مرة. أما الأداء العالي فيعود إلى سرعة تبديل المكونات واستهلاكها للطاقة الأقل، نظرًا لصغر حجمها وقربها من بعضها البعض. في عام ٢٠٠٦، تراوحت مساحة الشريحة من بضعة ملليمترات مربعة إلى ٣٥٠ مم²، ويمكن أن تصل إلى مليون ترانزستور لكل مم².

(قد يكون هناك 30 مليار ترانزستور بالداخل!)
كيف تعمل الشريحة
الشريحة هي دائرة متكاملة تتكون من عدد كبير من الترانزستورات. تختلف أحجام تكامل كل شريحة، من مئات الملايين إلى عشرات أو مئات الترانزستورات. للترانزستورات حالتان: تشغيل وإيقاف، ويُمثلان بالرقمين 1 و0. تُولّد ترانزستورات متعددة أرقام 1 و0، مُعدّة لوظائف محددة (مثل التعليمات والبيانات) لتمثيل أو معالجة الحروف والأرقام والألوان والرسومات، إلخ. بعد تشغيل الشريحة، تُولّد أولًا تعليمة بدء تشغيل، ثم تستمر في تلقي تعليمات وبيانات جديدة لإكمال الوظيفة.
وقت النشر: 03-06-2019