Vad är integrerade kretsar (IC)?

En integrerad krets (IC), populärt känd som ett kiselchip, datorchip eller mikrochip, är en elektronisk krets i miniatyr som återges på en skiva av halvledande material, vanligtvis kisel, men ibland safir. Tack vare sina små mått och otroliga processorkraft – moderna integrerade kretsar är värd för miljontals transistorer på kort som är så små som 5 millimeter (cirka 0.2 tum) i kvadrat och 1 millimeter (0.04 tum) tjocka – de finns i praktiskt taget alla moderna tider apparat och enhet, från kreditkort, datorer och mobiltelefoner till satellitnavigeringssystem, trafikljus och flygplan.

I huvudsak är en integrerad krets en sammansättning av olika elektroniska komponenter, nämligen transistorer, motstånd, dioder och kondensatorer, som är organiserade och anslutna på ett sätt som ger en specifik effekt. Varje enhet i detta ”team” av elektroniska komponenter har en unik funktion inom den integrerade kretsen. Transistorn fungerar som en omkopplare och bestämmer ”på” eller ”av” status för kretsen; motståndet styr flödet av elektricitet; dioden tillåter flödet av elektricitet endast när något villkor på kretsen har uppfyllts; och slutligen lagrar kondensatorn elektricitet innan den frigörs i en ihållande skur.

Den första integrerade kretsen demonstrerades av Texas Instruments medarbetare Jack Kilby 1958. Denna prototyp, som mäter cirka 11.1 gånger 1.6 millimeter, bestod av en remsa germanium och bara en transistor. Tillkomsten av kisel i kombination med den ständigt minskande storleken på integrerade kretsar och den snabba ökningen av antalet transistorer per millimeter innebar att integrerade kretsar genomgick en massiv spridning och gav upphov till en tidsålder för modern datoranvändning.

Från starten på 1950-talet fram till idag har integrerad kretsteknologi känt till olika ”generationer” som nu vanligtvis kallas Small Scale Integration (SSI), Medium Scale Integration (MSI), Large Scale Integration (LSI) och Very Storskalig integration (VSLI). Dessa progressiva tekniska generationer beskriver en båge i utvecklingen av IC-design som illustrerar förutseendet hos Intels chef, George Moore, som myntade ”Moores lag” på 1960-talet som hävdade att integrerade kretsar fördubblades i komplexitet vartannat år.

Denna fördubbling i komplexitet bekräftas av teknikens generationsrörelse som såg att SSI:s tiotals transistorer ökade till MSI:s hundratals, sedan till LSI:s tiotusentals och slutligen till VSLI:s miljoner. Nästa gräns som integrerade kretsar lovar att bryta är den för ULSI, eller Ultra-Large Scale Integration, som innebär utplacering av miljarder mikroskopiska transistorer och som redan har förebådats av Intel-projektet med kodnamnet Tukwila, som antas sysselsätta över två miljarder transistorer.
Om mer bevis behövdes för den ihållande sanningshalten i Moores påstående, behöver vi bara titta på den moderna integrerade kretsen som är snabbare, mindre och mer allmänt förekommande än någonsin. Från och med 2008 producerar halvledarindustrin mer än 267 miljarder chips per år och denna siffra förväntas stiga till 330 miljarder år 2012.