Integraalisirut

Integraalisirut (IC:t) ovat pienikokoisia elektronisia piirejä, joissa suuri määrä transistoreita sekä muita komponentteja on yhdistetty yhteen siruun. Tämä mahdollistaa monimutkaisten toimintoja suorittavien järjestelmien rakentamisen pienessä tilassa, matalalla tehonkulutuksella ja alhaisilla kustannuksilla verrattuna erillisiin komponenteihin. IC:t voivat käsitellä sekä digitaalisia että analogisia signaaleja, ja niitä käytetään laajasti nykyaikaisessa elektroniikassa.

Historian alkua leimaa 1950-luvun lopun keksintöjen rinnakkaisuus: Jack Kilby (Texas Instruments) ja Robert Noyce (Fairchild Semiconductor) toteuttivat ensimmäiset toimivat integraalisirut vuonna 1958–1959. Tämän jälkeen siirtymä kohti pienempiä ja monimutkaisempia piirikokoja sekä eri tuotantoteknologioita johti nopeaan kehitykseen ja uudenlaisiin sovelluksiin.

Tyypit ja käyttötarkoitukset voivat olla moninaisia. Digitaaliset IC:t sisältävät logiikkaportteja, muistipiirejä sekä mikroprosessoreja. Analogiset IC:t tarjoavat esimerkiksi toimintavahvistimia, virta- ja jännite-säätöpiirejä sekä mittaus- ja sensori-rajapintoja. Sekä digitaalisia että analogisia ominaisuuksia yhdistävät sekajännite- (mixed-signal) IC:t ovat yleisiä, kun signaalit vaativat sekä numeerista että jatkuvaa käsittelyä.

Valmistus perustuu usein CMOS-teknologiaan ja monitasoiseen fotolitografiaan sekä dopingin prosesseihin. Piirit valmistetaan suurissa puolijohdefabryissa (foundries), joissa prosessit skaalautuvat yhä pienempiin transistorikokoihin. Pakkausvaihtoehdot kattavat DIP-, QFP- ja BGA-tyypit sekä moderneimmat pienet koteloinnit.

Käyttökohteet kattavat älypuhelimet, tietokoneet, televisiot, autoelektroniikka sekä teollisuuslaitteet. Alan liiketoiminta koostuu sekä suurista valmistajista että fabless- sekä foundry-malleista, mikä korostaa maailmanlaajuista tuotanto- ja innovaatioketjua. Tulevaisuudessa jatkuvat tiheyden kasvun haasteet sekä uusia teknologioita, kuten 3D-IC- ja uusien materiaalien kehittäminen.