mikropiirin

Mikropiiri eli integroitu piiri (IC) on elektroninen komponentti, jossa lukuisat transistorit sekä passiiviset komponentit on valmistettu ja yhdistetty yhdeksi pieneksi piiriksi puolijohdemateriaaleista. IC:n tarkoituksena on suorittaa monimutkaisia sähköisiä toimintoja pienessä tilassa ja alhaisella tehonkulutuksella.

Ensimmäiset integroidut piirit kehitettiin 1950-luvun lopulla ja 1960-luvun alussa itsenäisesti Jack Kilbyn (Texas Instruments) sekä Robert Noycen (Fairchild Semiconductor) toimesta. Ensimmäiset kaupalliset IC:t tulivat markkinoille 1960-luvulla, ja niiden käyttöönotto johti elektroniikan nopeaan kehitykseen sekä mahdollisti pienemmän, tehokkaamman ja monimutkaisemman elektroniikan tuotannon.

Mikropiirejä voidaan pääasiassa luokitella digitaalisiin, analogisiin ja sekamuotopiireihin (mixed-signal). Digitaaliset IC:t sisältävät logiikkapiirejä, muistipiirejä sekä mikroprosessorit. Analogiset IC:t käsittelevät jatkuvia signaaleja, kuten vahvistimia ja RF-piirejä. Sekoitettuihin IC:ihin yhdistyvät sekä digitaalinen että analoginen toiminta, ja niistä on lukuisia sovelluksia, mukaan lukien järjestelmään sisäänrakennetut ratkaisut (SoC).

Valmistusprosessi on monivaiheinen ja tapahtuu puhdashuoneissa. Fotolitografiaa, doppausta ja metallointia käytetään piin muodostamiseen. Nykyiset prosessit ovat nanometrin mittaisia ja sisältävät FinFET-arkkitehtuureita sekä monikerroksisia rakenteita. Valmistuksen jälkeen piirit testataan, luokitellaan ja pakataan käyttöä varten.

Mikropiirejä käytetään lähes kaikessa modernissa elektroniikassa, mukaan lukien tietokoneet, älypuhelimet, kodin ja teollisuuden laitteet sekä ajoneuvojen elektroniikka. Ne mahdollistavat laskennan, tallennuksen ja signaalin käsittelyn pienellä energialla.

Tulevaisuudessa kehitys keskittyy edelleen pienempiin ominaisuuksiin, energiatehokkuuteen, 3D-integrointiin ja tekoälyä hyödyntäviin kiihdyttimiin sekä heterogeenisiin järjestelmiin.