Memasukkan lebih
banyak komponen pada Sirkuit Terpadu
Abstrak
Dengan
elektronik terpadu, berbagai macam teknologi mikroelektronik saat ini dan juga
perangkat tambahan yang menghasilkan fungsi elektronik yang diberikan kepada
pengguna sebagai unit yang tidak bisa dikurangi. Tujuannya adalah untuk
memasukkan fungsi elektronik yang semakin kompleks di tempat yang kecil dengan
berat minimum. Mengembangkan teknik yang canggih untuk pelekatan perangkat
semikonduktor aktif ke dalam susunan film pasif.
Latar Belakang
Masa
depan elektronik terpadu adalah masa depan elektronik itu sendiri. Keuntungan
dari integrasi akan menghasilkan perkembangan elektronik, mendorong penelitian
ini ke banyak bidang baru. Sirkuit terpadu akan membawa keajaiban seperti
komputer rumah atau setidaknya terminal yang terhubung ke kontrol otomatis
utama untuk mobil, dan peralatan komunikasi pribadi yang portabel.
Komputer
akan lebih kuat, dan akan diatur dengan cara yang berbeda. Misalnya, memori
yang dibangun dari perangkat elektronik terpadu dapat didistribusikan ke
seluruh mesin, tidak hanya terfokus di unit pusat. Selain itu, pengembangan
yang ditingkatkan yang dimungkinkan oleh sirkuit terpadu akan memungkinkan
pembangunan unit pengolahan yang lebih besar. Mesin yang sama dengan yang ada
saat ini akan dibangun dengan biaya lebih rendah.
Dengan
elektronik terpadu, berbagai macam teknologi mikroelektronik saat ini dan juga
perangkat tambahan yang menghasilkan fungsi elektronik yang diberikan kepada
pengguna sebagai unit yang tidak bisa dikurangi.
Teknologi
ini pertama kali diselidiki pada akhir 1950-an. Tujuannya adalah untuk
memasukkan fungsi elektronik yang semakin kompleks di tempat yang kecil dengan
berat minimum.
Landasan
teori
IC adalah komponen dasar yang
terdiri dari resistor, transistor dan lain-lain. IC adalah komponen yang
dipakai sebagai otak peralatan elektronika.
Pada komputer, IC yang dipakai
adalah mikroprosesor. Dalam sebuah mikroprosesor Intel Pentium 4 dengan
ferkuensi 1,8 trilyun getaran per detik terdapat 16 juta transistor, belum
termasuk komponen lain. Fabrikasi yang dipakai oleh mikroprosesor adalah 60 nm.
Sirkuit terpadu dimungkinkan oleh
teknologi pertengahan abad ke-20 dalam fabrikasi alat semikonduktor dan
penemuan eksperimen yang menunjukkan bahwa alat semikonduktor dapat melakukan
fungsi yang dilakukan oleh tabung vakum. Pengintegrasian transistor kecil yang
banyak jumlahnya ke dalam sebuah chip yang kecil merupakan peningkatan yang
sangat besar bagi perakitan tube-vakum sebesar-jari. Ukuran IC yang kecil,
tepercaya, kecepatan "switch", konsumsi listrik rendah, produksi
massal, dan kemudahan dalam menambahkan jumlahnya dengan cepat menyingkirkan
tabung vakum.
Hanya setengah abad setelah
penemuannya, IC telah digunakan di mana-mana. Radio, televisi, komputer,
telepon seluler, dan peralatan digital lainnya yang merupakan bagian penting
dari masyarakat modern. Contohnya, sistem transportasi, internet, dll
tergantung dari keberadaan alat ini. Banyak skolar percaya bahwa revolusi
digital yang dibawa oleh sirkuit terpadu merupakan salah satu kejadian penting
dalam sejarah umat manusia.
Analisa
Pembentukan
Integrated
elektronik tekniknya dikhususkan untuk memperbarui sistem militer, karena keandalan, ukuran dan
berat yang dibutuhkan oleh beberapa alat militer hanya bisa dicapai dengan
integrasi. Penggunaan sirkuit terpadu linier masih terbatas terutama untuk
militer. Fungsi terpadu semacam itu mahal dan tidak tersedia dalam variasi yang
dibutuhkan untuk memenuhi sebagian besar barang elektronik linier. Tapi
penerapan pertama mulai muncul dalam elektronik komersial, terutama pada
peralatan yang membutuhkan penguat frekuensi rendah dengan ukuran kecil.
Perhitungan
reliabilitas
Untuk
sebagian besar aplikasi, sirkuit terpadu semikonduktor akan mendominasi.
Perangkat semikonduktor adalah satu-satunya kandidat yang masuk akal saat ini
yang ada untuk elemen aktif sirkuit terpadu. Elemen semikonduktor pasif juga
terlihat menarik, karena potensinya untuk biaya rendah dan kehandalan tinggi,
namun bisa digunakan hanya jika presisi bukan syarat utama. Silikon cenderung
tetap menjadi bahan dasarnya, meski yang lain akan berguna dalam aplikasi
tertentu. Sebagai contoh, gallium arsenide akan menjadi penting dalam fungsi
gelombang mikro terintegrasi. Tapi silikon akan mendominasi pada frekuensi
rendah karena teknologi yang telah berevolusi di sekitarnya dan oksida, dan
karena silikon adalah bahan dasar yang melimpah dan relatif murah.
Biaya dan kurva
Kompleksitas
untuk biaya komponen minimum meningkat kira-kira dua faktor per tahun .
Tentunya dalam jangka pendek laju ini bisa diharapkan berlanjut, jika tidak
bertambah. Dalam jangka panjang, tingkat kenaikannya sedikit lebih tidak pasti,
walaupun tidak ada alasan untuk percaya bahwa hal itu tidak akan tetap konstan
selama paling sedikit 10 tahun. Itu berarti pada tahun 1975, jumlah komponen
per sirkuit terpadu untuk biaya minimum adalah 65.000 komponen.
Kesimpulan
Jelas, kita akan bisa membangun peralatan seperti
itu. Total biaya pembuatan fungsi sistem tertentu harus diminimalkan. Untuk
melakukannya, kita dapat mencicil teknik pada beberapa item yang identik, atau
mengembangkan teknik fleksibel untuk rekayasa fungsi yangbesar sehingga tidak
ada biaya yang tidak proporsional yang harus ditanggung oleh array tertentu.
Mungkin desain otomasi desain yang baru dirancang bisa diterjemahkan dari
diagram logika ke realisasi teknologi tanpa teknik khusus.
Daftar
pustaka
-
Electronics, Volume 38, Number 8, April
19,1965
-
Peter
Clarke, Intel enters billion-transistor processor era, EE Times, 14
October 2005
