Entwicklung integrierter Schaltungen

Die fortschrittlichste integrierte Schaltung ist der Kern eines Mikroprozessors oder Mehrkernprozessors, der alles von Computern über Mobiltelefone bis hin zu digitalen Mikrowellenöfen steuern kann. Obwohl die Kosten für das Entwerfen und Entwickeln einer komplexen integrierten Schaltung sehr hoch sind, werden die Kosten für jede integrierte Schaltung minimiert, wenn sie auf Millionen von Produkten verteilt wird. Die Leistungsfähigkeit integrierter Schaltungen ist sehr hoch, da die geringe Größe kurze Wege mit sich bringt, so dass leistungsschwache Logikschaltungen mit schnellen Schaltgeschwindigkeiten angewendet werden können.

Im Laufe der Jahre haben sich integrierte Schaltungen immer weiter zu einer kleineren Größe entwickelt, so dass jeder Chip mehr Schaltungen packen kann. Das erhöht die Kapazität pro Flächeneinheit, senkt die Kosten und erhöht die Funktionen. Siehe Mooresches Gesetz. Die Anzahl der Transistoren in einem integrierten Schaltkreis wird sich alle 1,5 Jahre verdoppeln. Kurz gesagt, mit der Reduzierung der Gesamtgröße haben sich fast alle Indikatoren verbessert, die Stückkosten und der Schaltleistungsverbrauch sind gesunken und die Geschwindigkeit hat zugenommen. IC-integrierte Bauelemente auf Nanoebene weisen jedoch auch Probleme auf, hauptsächlich Leckströme. Daher ist der Anstieg der Geschwindigkeit und des Stromverbrauchs der Endbenutzer sehr offensichtlich, und die Hersteller stehen vor der großen Herausforderung, eine bessere Geometrie zu verwenden. Dieser Prozess und die erwarteten Fortschritte in den nächsten Jahren sind in der internationalen Technologie-Roadmap für Halbleiter gut beschrieben.

Nur ein halbes Jahrhundert nach ihrer Entwicklung sind integrierte Schaltkreise allgegenwärtig und Computer, Mobiltelefone und andere digitale Geräte zu einem unverzichtbaren Bestandteil des Gesellschaftsgefüges geworden. Dies liegt daran, dass moderne Computer-, Kommunikations-, Fertigungs- und Transportsysteme, einschließlich des Internets, alle auf der Existenz integrierter Schaltkreise beruhen. Viele Gelehrte sind sogar der Meinung, dass die durch integrierte Schaltkreise hervorgerufene digitale Revolution das wichtigste Ereignis in der Geschichte der Menschheit ist. Die Reife der IC wird einen großen Sprung nach vorn in Wissenschaft und Technologie bewirken. Ob es sich um Durchbrüche in der Designtechnologie oder bei Halbleiterprozessen handelt, die beiden sind eng miteinander verbunden.