Bu günün sürətlə inkişaf edən texnoloji dünyasında inteqral sxemlər (IC) demək olar ki, bütün elektron cihazların əsasını təşkil edir. Smartfonlar və kompüterlərdən tutmuş tibbi avadanlıq və sənaye maşınlarına qədər IC-lər müasir texnologiyanın funksionallığı və səmərəliliyində həlledici rol oynayır. Bəs inteqral sxem tam olaraq nədir?

 

İnteqrasiya edilmiş dövrə nədir?

 

İnteqral sxem, adətən IC və ya mikroçip kimi istinad edilir, yarımkeçirici materialdan, adətən silikondan hazırlanmış kiçik elektron cihazdır. Bu, hamısı bir çip üzərində quraşdırılmış tranzistorlar, rezistorlar, kondansatörlər və diodlar kimi çoxlu kiçik komponentləri ehtiva edir. Bu komponentlər ənənəvi olaraq bir neçə ayrı komponent tələb edən mürəkkəb elektron funksiyaları yerinə yetirmək üçün birlikdə işləyir.

 

İnteqrasiya edilmiş sxemlərin təkamülü

 

İnteqral sxemin ixtirası elektronika sənayesində inqilab etdi. IC-lərdən əvvəl elektron qurğular əl ilə dövrə lövhələrinə yığılmış diskret komponentlərdən istifadə edilməklə qurulurdu. Bu proses yalnız vaxt aparan deyil, həm də elektron cihazların miniatürləşdirilməsini və mürəkkəbliyini məhdudlaşdırırdı.

 

Sıçrayış 1958-ci ildə Texas Instruments-dan Jack Kilby və Fairchild Semiconductor-dan Robert Noyce müstəqil olaraq ilk inteqral sxemləri inkişaf etdirdikdə baş verdi. Kilbinin versiyası germaniumdan hazırlanmışdı, Noyce isə kütləvi istehsal üçün daha praktik olduğunu sübut edən silikondan istifadə etdi. Onların yenilikləri elektron sxemlərin miniatürləşdirilməsinə və daha sonra istehlakçı elektronikasında buma səbəb oldu.

 

İnteqrasiya edilmiş sxemlər necə işləyir

 

İnteqrasiya edilmiş sxemlər elektrik siqnallarını müxtəlif komponentləri vasitəsilə manipulyasiya etməklə işləyir. IC-lərin əsas tikinti blokları olan tranzistorlar elektrik cərəyanının axınına nəzarət edən açar və ya gücləndirici rolunu oynayır. Çoxlu tranzistorları bir çipdə birləşdirərək, IC-lər sadə məntiqi əməliyyatlardan mürəkkəb emal tapşırıqlarına qədər geniş funksiyaları yerinə yetirə bilər.

 

IC-lərin dizaynı və istehsalı bir neçə mürəkkəb addımları əhatə edir. Bu, bir dövrə diaqramının yaradılması ilə başlayır, ardınca layout dizaynı, sonra fotolitoqrafiya vasitəsilə silikon vafli üzərinə köçürülür. Bundan sonra vafli müxtəlif elektron komponentləri yaratmaq üçün dopinq, aşındırma və metalizasiya daxil olmaqla bir çox proseslərdən keçir. Nəhayət, vafli fərdi çiplərə dilimlənir, sonra qablaşdırılır və sınaqdan keçirilir.

 

İnteqrasiya edilmiş sxemlərin tətbiqləri

 

İnteqral sxemlərin çox yönlü olması və səmərəliliyi onları müasir texnologiyada əvəzolunmaz edib. Onlar faktiki olaraq hər bir elektron cihazda istifadə olunur, o cümlədən:

 

Kompüterlər və smartfonlar: IC-lər prosessorların, yaddaşın və digər kritik komponentlərin əsasını təşkil edərək, bu cihazların yüksək sürətli performansını və çoxfunksiyalılığını təmin edir.

 

Avtomobillər: IC-lər mühərrik idarəetmə sistemlərindən məlumat-əyləncə və qabaqcıl sürücüyə yardım sistemlərinə (ADAS) qədər hər şeyi idarə edir.

 

Tibbi cihazlar: IC-lər diaqnostik avadanlıqlarda, implantasiya edilə bilən cihazlarda və xəstələrin monitorinq sistemlərində istifadə edilir və səhiyyə nəticələrini yaxşılaşdırır.

 

Məişət elektronikası: Televiziyalar, oyun konsolları və məişət texnikası qabaqcıl xüsusiyyətləri və əlaqəsi üçün IC-lərə etibar edir.

 

Sənaye avtomatlaşdırılması: IC-lər istehsal proseslərində dəqiq nəzarət və avtomatlaşdırmaya imkan verir, səmərəliliyi və məhsuldarlığı artırır.

 

İnteqrasiya edilmiş sxemlərin gələcəyi

 

Daha güclü, enerjiyə qənaət edən və miniatürləşdirilmiş cihazlara davamlı tələbat inteqral sxem texnologiyasının təkamülünə təkan verir. Qallium nitridi və silisium karbid kimi yarımkeçirici materiallarda irəliləyişlər gələcək IC-lərin performansını və səmərəliliyini artırmağı vəd edir. Bundan əlavə, üçölçülü (3D) IC və sistem-on-chip (SoC) dizaynlarının inkişafı bu kiçik çiplərin əldə edə biləcəyi sərhədləri daha da genişləndirəcək.

 

Bundan əlavə, süni intellektin (AI) və maşın öyrənməsi imkanlarının IC-lərdə inteqrasiyasının daha ağıllı və daha avtonom sistemləri işə salmaqla səhiyyədən avtomobilə qədər müxtəlif sənayelərdə inqilab edəcəyi gözlənilir.

 

Nəticə olaraq, inteqral sxemlər müasir texnoloji mənzərənin görünməyən qəhrəmanlarıdır və saysız-hesabsız elektron cihazların funksionallığını və mükəmməlliyini təmin edir. Onların ixtirasından tutmuş bu gün geniş yayılmış tətbiqlərinə qədər IC-lər yaşamaq, işləmək və ünsiyyət tərzimizi dəyişib. Texnologiya irəliləməyə davam etdikcə, inteqral sxemlər şübhəsiz ki, innovasiyalara təkan verəcək və elektronikanın gələcəyini formalaşdıracaq.