Прорывным изобретением стало создание интегральной схемы, или электронной микросхемы, которая содержала достаточное количество транзисторов и прочих элементов, правильно соединенных между собой в одном корпусе.
На протяжении нескольких десятилетий электронные устройства: радиоприемники, телевизоры, компьютеры и сотни промышленных электронных систем, собирались из отдельных элементов. Вы брали горсть подходящих транзисторов, резисторов, конденсаторов, иногда даже индукторов — и соединяли эти компоненты (при помощи паяльника!) в соответствии со схемой. Я знаю это довольно хорошо, так как сам выстроил очень много самых разных схем таким образом.
После подключения питания собранная схема либо работала, либо не работала. В последнем варианте необходимо было искать дефект в выстроенной конструкции. Самым популярным источником проблемы была говоря по другому «холодная пайка» — места, где, не обращая внимания на кажущееся соединение подобранных элементов, проводимость не была обеспечена соответствующим образом.
Производство в промышленности электронных схем было облегчено применением специализированных монтажных плат и схем с печатными соединениями, но в общем построение электронных схем аналогичным способом было трудоемким, тяжелым и большим (у меня регулярно пылали пальцы от паяльника), а выстроенные схемы были ненадежными и часто выходили из строя.
Прорывным изобретением стало создание интегральной схемы, или микроэлектронной схемы, в которой достаточное количество транзисторов и прочих элементов размещалось в одном корпусе — одновременно правильно соединенных между собой и закрытых корпусом, предохраняющим их от повреждения. Разумеется, такая интегральная схема имела собственное четко определенное назначение — к примеру, это был усилитель, генератор или цифровая схема, функция которой текла из структуры схемы — поэтому для удовлетворения разных потребностей необходимо иметь очень много и самых разных интегральных схем с самым разнообразным назначением. Однако это, со своей стороны, благоприятно оказывает влияние на развитие отрасли.
Появление первой интегральной схемы
История изобретения интегральной схемы связана с компанией Texas Instruments и инженером данной компании, обладателем историчного патента (выданного 6 февраля 1958 года) на интегральную схему Джеком Килби. Хотя есть приверженцы мнения, что творцом первой интегральной схемы был физик Роберт Нойс из компании Fairchild Semiconductor, я буду полагаться на мнение большинства историков, очень определенно указывающих на Джека Килби. Вот конкретные факты из его жизни. Сначала Килби работал в компании в Милуоки, занимавшейся созданием электронных схем для Корпуса связи армии США. Именно в данной компании он познакомился с полупроводниковой технологией, потому что она производила (по лицензии Bell) германиевые транзисторы с 1952 года. В 1958 году Джек Килби перешел на работу в уже мощную электронную компанию Texas Instruments, где в июле того же года произвел первую интегральную схему.
Это был бистабильный флип-флоп, который и сегодня считается одним из ключевых компонентов каждого компьютера. 28 августа 1958 года (другие источники называют дату 12 сентября 1958 года) была проведена первая рабочая презентация интегральной схемы, изготовленной Килби. Это было плохо, но в одном электронном элементе были собраны функции, которые раньше требовали конфигурации многих отдельных элементов. Сейчас в одной интегральной схеме может находится до нескольких сотен миллионов элементов электроники, что считается ключом к повышению эффективности и миниатюризации современных устройств. Однако понадобилось практически десятилетие, чтобы эпохальное открытие Килби было соответствующим образом оценено и использовано. Однако он произвел революцию в электронике, а сам изобретатель дожил до высшей формы признания, поскольку в 2000 году ему присудили Нобелевская премия (по физике). А если вам нужна скупка микросхем, обращайтесь на сайт по ссылке.
Интегральные схемы могут быть как аналоговыми (к примеру, усилители), так и цифровыми. Последние могут в себя включать большие или меньшие части структуры компьютера, и с этим связана как классификация таких чипов, так и нумерация нового поколения компьютеров.
Первые интегральные схемы состояли из отдельных обычных модулей, которые были основными «кирпичиками» в структуре компьютера: «ворота», схемы, выполняющие логические операции, флип-флопы, усилители, генераторы и т.д. Сегодня этот масштаб интеграции отмечается аббревиатурой SSI (Small Scale Integration). Потом появилась возможность интегрировать в один чип целые рабочие блоки: счетчики, регистры, декодеры, мультиплексоры и т.д. Этот масштаб интеграции сегодня называется интеграцией среднего масштаба, коротко MSI (Middle Scale Integration). Компьютеры, сделанные из подобных элементов, могут быть намного меньше и дешевле, а еще лучше в работе и быстрее.
