एक एकीकृत सर्किट (आईसी) क्या है?

आधुनिक समाज में, इलेक्ट्रॉनिक उत्पाद हर जगह हैं और हमारे जीवन के हर पहलू में एकीकृत हैं। हालांकि विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के अलग -अलग कार्य हैं, वे सभी पर भरोसा करते हैंएकीकृत सर्किट। एक एकीकृत सर्किट एक माइक्रोइलेक्ट्रोनिक डिवाइस है जो एक सेमीकंडक्टर वेफर पर कई घटकों और वायरिंग को एकीकृत करता है। पैकेजिंग के बाद, यह एक कार्यात्मक संरचना बनाता है, जो कि छोटे और अधिक की ओर इलेक्ट्रॉनिक घटकों के विकास को बढ़ावा देता है।

एक एकीकृत सर्किट (आईसी) क्या है?

एकएकीकृत सर्किटसंक्षेप में, एक एकीकृत सर्किट के रूप में भी जाना जाता है, एक पूर्ण सर्किट सिस्टम बनाने के लिए एक चिप पर कई इलेक्ट्रॉनिक घटकों (जैसे डायोड, ट्रांजिस्टर, प्रतिरोधों, आदि) के एकीकरण को संदर्भित करता है। एकीकृत सर्किट के उद्भव ने सर्किट के डिजाइन और निर्माण को अधिक सुविधाजनक और कुशल बना दिया है। इसी समय, इसने सर्किट की लागत को बहुत कम कर दिया है और आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकी के विकास को बढ़ावा दिया है।

एकीकृत सर्किट (आईसी) क्या करते हैं?

एक एकीकृत सर्किट (आईसी) एक ऐसी तकनीक है जो एक छोटे से अर्धचालक चिप पर बड़ी संख्या में इलेक्ट्रॉनिक घटकों को एकीकृत करती है। लिथोग्राफी तकनीक का उपयोग किया जाता है, और पराबैंगनी प्रकाश का उपयोग एक साथ एक सब्सट्रेट पर घटकों को प्रिंट करने के लिए किया जाता है। यह अधिक कुशल है, लागत में कम है, और असतत घटकों की तुलना में प्रदर्शन में अधिक विश्वसनीय है।
आईसीएस के महत्वपूर्ण लाभ हैं:

फ़ंक्शन एकीकरण सर्किट डिजाइन को लचीला और कॉम्पैक्ट बनाता है।
इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के तेजी से विकास में मदद करते हुए डिजाइन और विनिर्माण की सुविधा प्रदान करता है।
वॉल्यूम को कम करता है, उत्पादों को हल्का और पोर्टेबल बनाता है।
लागत को कम करता है और मूल्य प्रतिस्पर्धा को बढ़ाता है।
प्रदर्शन में सुधार करता है और डेटा ट्रांसमिशन और प्रसंस्करण को गति देता है।
विश्वसनीयता बढ़ाता है और विफलता दर को कम करता है।

आईसी विनिर्माण का विकास

एकीकृत सर्किट का विकास इतिहास (आईसीएस, एकीकृत सर्किट) आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकी के इतिहास में एक महत्वपूर्ण अध्याय है। यह न केवल इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के लघुकरण को तेज करता है, बल्कि कई उद्योगों में नवाचार के लिए प्रेरणा भी प्रदान करता है।

प्रारंभिक चरण (1950 के दशक के अंत में - 1960 के दशक की शुरुआत): इससे पहले, इलेक्ट्रॉनिक उपकरण भारी वैक्यूम ट्यूबों पर निर्भर थे। 1947 में ट्रांजिस्टर के आविष्कार ने लघुकरण को संभव बना दिया। यद्यपि ट्रांजिस्टर का व्यापक रूप से उपयोग किया गया था, फिर भी कई व्यक्तिगत घटकों की आवश्यकता थी। 1958 में, संयुक्त राज्य अमेरिका में टेक्सास उपकरणों के जैक किल्बी ने पहले एकीकृत सर्किट का आविष्कार किया, एक छोटे चिप पर ट्रांजिस्टर, प्रतिरोधों और कैपेसिटर जैसे कई इलेक्ट्रॉनिक घटकों को एकीकृत किया। इसने इलेक्ट्रॉनिक तकनीक में एक प्रमुख क्रांति को चिह्नित किया, जिससे उपकरण अधिक कॉम्पैक्ट और कुशल हो गए।
व्यावसायीकरण और विकास (1960 के दशक के मध्य - 1970 के दशक की शुरुआत): 1961 में, पहला वाणिज्यिक एकीकृत सर्किट पेश किया गया था। इसके बाद, इंटेल ने अपने एकीकृत सर्किट उत्पादों को भी लॉन्च किया, जो प्रौद्योगिकी के व्यापक अनुप्रयोग को बढ़ावा देता है। 1965 में, इंटेल के संस्थापक गॉर्डन मूर ने "मूर के कानून" का प्रस्ताव दिया, जिसमें कहा गया है कि एक एकीकृत सर्किट पर ट्रांजिस्टर की संख्या लगभग हर 18 महीने में दोगुना हो जाती है, जो एकीकृत सर्किट और माइक्रोप्रोसेसर्स के विकास के लिए एक मार्गदर्शक सिद्धांत बन जाती है।
माइक्रोप्रोसेसर्स का जन्म और लोकप्रियकरण (1970 के दशक के मध्य - 1980 के दशक की शुरुआत): 1971 में, इंटेल ने पहला माइक्रोप्रोसेसर, 4004 प्रोसेसर लॉन्च किया, जो कंप्यूटर के केंद्रीय प्रसंस्करण इकाई (सीपीयू) को एक ही चिप पर एकीकृत करने वाला पहला एकीकृत सर्किट था, जो कंप्यूटर के लघु और लोकप्रियकरण के लिए नींव रखता था। 1970 के दशक के उत्तरार्ध में, माइक्रोप्रोसेसर प्रौद्योगिकी की परिपक्वता के साथ, व्यक्तिगत कंप्यूटर (पीसी) उभरना शुरू हुआ, और एकीकृत सर्किट धीरे-धीरे लोगों के दैनिक जीवन में प्रवेश कर गए, सूचना-आधारित समाज के आगमन को दृढ़ता से बढ़ावा दिया।
तकनीकी लीप (1990 के दशक - 2000 के दशक की शुरुआत): अर्धचालक प्रौद्योगिकी की निरंतर प्रगति के साथ, एकीकृत सर्किट की निर्माण प्रक्रिया तेजी से परिष्कृत हो गई है, माइक्रोन स्तर से नैनोमीटर स्तर तक विकसित हो रही है। यह एक एकल चिप को अधिक कार्यों को एकीकृत करने में सक्षम बनाता है और प्रदर्शन में काफी सुधार करता है। 1990 के दशक में, मोबाइल संचार और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के तेजी से विकास के साथ, एकीकृत सर्किट धीरे-धीरे सिस्टम-ऑन-ए-चिप (एसओसी) की ओर विकसित हुए, एक ही चिप में अधिक कार्यों को एकीकृत करते हुए और स्मार्टफोन और टैबलेट जैसे उपकरणों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।
वर्तमान स्थिति (2010 के बाद से): एकीकृत सर्किट की निर्माण प्रक्रिया ने 7NM और 5NM जैसे नैनोमीटर-स्तरीय चरण में प्रवेश किया है। एकीकृत सर्किट के प्रदर्शन और दक्षता में लगातार सुधार हो रहा है, जिसमें चिप्स तेज हो रहे हैं और बिजली की खपत कम हो रही है। नई - जनरेशन माइक्रोप्रोसेसर्स, जीपीयू (ग्राफिक्स प्रोसेसिंग यूनिट), आदि का उपयोग अत्याधुनिक इंटेलिजेंस, बिग डेटा, क्लाउड कंप्यूटिंग और स्वायत्त ड्राइविंग जैसे अत्याधुनिक क्षेत्रों में व्यापक रूप से किया जाता है। भविष्य में, एकीकृत सर्किट क्वांटम कंप्यूटिंग, डीप लर्निंग और 5 जी संचार जैसे क्षेत्रों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते रहेंगे, जो प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास को चला रहे हैं। ट्रांजिस्टर के सरल एकीकरण से शुरू, आज के उच्च-प्रदर्शन और लघु चिप्स के लिए, एकीकृत सर्किट के विकास ने इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और तकनीकी नवाचार के लोकप्रियकरण को बहुत बढ़ावा दिया है। शुरुआती कंप्यूटरों से लेकर आज के स्मार्टफोन, स्वायत्त वाहन आदि, एकीकृत सर्किट हर जगह हैं और आधुनिक तकनीक की आधारशिला बन गए हैं।

एकीकृत सर्किट के प्रकार

एकीकृत सर्किट(ICS) को कई दृष्टिकोणों से वर्गीकृत किया जा सकता है, जिसमें स्केल, फ़ंक्शन, एप्लिकेशन और तकनीक शामिल हैं। एकीकृत सर्किट के लिए यहां कुछ सामान्य वर्गीकरण विधियां हैं:

फ़ंक्शन द्वारा वर्गीकरण
- अंकीय एकीकृत सर्किट: माइक्रोप्रोसेसर्स, यादें और लॉजिक गेट एरेज़ जैसे डिजिटल सिग्नल को असतत करें।
- अनुरूप एकीकृत सर्किट: ऑपरेशनल एम्पलीफायरों, ऑडियो एम्पलीफायरों और एनालॉग स्विच जैसे निरंतर एनालॉग सिग्नल की प्रक्रिया।
- मिश्रित - सिग्नल एकीकृत सर्किट: डिजिटल और एनालॉग दोनों संकेतों को एक साथ संसाधित करें, जैसे कि एनालॉग-टू-डिजिटल कन्वर्टर्स (एडीसी) और डिजिटल-टू-एनालॉग कन्वर्टर्स (डीएसी)।
- शक्ति एकीकृत सर्किट: उच्च-वर्तमान भार को नियंत्रित करने और ड्राइव करने के लिए उपयोग किया जाता है, जैसे कि बिजली प्रबंधन चिप्स और मोटर ड्राइवर।
आवेदन द्वारा वर्गीकरण
- सामान्य-उद्देश्य एकीकृत सर्किट: उपयोग की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ मानक सर्किट, जैसे कि सामान्य-उद्देश्य लॉजिक गेट्स, काउंटर और रजिस्टर।
- अनुप्रयोग-विशिष्ट एकीकृत सर्किट (ASICs): विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किए गए सर्किट, जैसे कि छवि प्रोसेसर और संचार चिप्स।
- तंत्र-ए-चिप (SOC): सर्किट जो एक पूर्ण इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम के कार्यों को एकीकृत करते हैं, जिसमें प्रोसेसर, मेमोरी और बाह्य उपकरण शामिल हैं।
- रेडियो-आवृत्ति एकीकृत सर्किट (आरएफआईसी): वायरलेस संचार के लिए उच्च-आवृत्ति सर्किट, जैसे कि आरएफ ट्रांसीवर और आवृत्ति सिंथेसाइज़र।
प्रौद्योगिकी द्वारा वर्गीकरण
- द्विध्रुवी एकीकृत सर्किट: द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर का उपयोग करें, उच्च गति लेकिन अपेक्षाकृत उच्च शक्ति की खपत की विशेषता है।
- धातु - ऑक्साइड - सेमीकंडक्टर (एमओएस) एकीकृत सर्किट: एमओएस ट्रांजिस्टर का उपयोग करें, कम बिजली की खपत और उच्च एकीकरण की विशेषता है।
- पूरक धातु - ऑक्साइड - अर्धचालक (सीएमओएस) एकीकृत सर्किट: एन-टाइप और पी-टाइप एमओएस ट्रांजिस्टर को मिलाएं और वर्तमान में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले एकीकृत सर्किट तकनीक हैं।
- द्विध्रुवी CMOS (BICMOS) एकीकृत सर्किट: द्विध्रुवी और सीएमओएस प्रौद्योगिकियों को मिलाएं, जिसमें गति और कम बिजली की खपत दोनों के फायदे हैं। इन वर्गीकरण विधियों को एकीकृत सर्किट के प्रकारों और विशेषताओं का अधिक सटीक रूप से वर्णन करने के लिए जोड़ा जा सकता है।

आईसी पैकेजिंग प्रकार

एक आईसी चिप की पैकेजिंग विधि एक सर्किट बोर्ड के लिए आसान कनेक्शन के लिए चिप को पिन-सुसज्जित आवास में घुसपैठ करने को संदर्भित करती है। विभिन्न पैकेजिंग विधियां विभिन्न अनुप्रयोग परिदृश्यों और लागत आवश्यकताओं के लिए उपयुक्त हैं। सामान्य आईसी पैकेजिंग प्रकार इस प्रकार हैं:
के माध्यम से - छेद पैकेजिंग

दोहरी इन-लाइन पैकेज (डीआईपी): एक सीधी-पंक्ति व्यवस्था में पैकेज के दोनों किनारों से पिन का नेतृत्व किया जाता है और पिन के माध्यम से सर्किट बोर्ड में डाला जाता है। इसकी एक सरल संरचना और कम लागत है और मैनुअल टांका लगाने के लिए उपयुक्त है, लेकिन इसमें एक बड़ी मात्रा, सीमित संख्या में पिन और खराब एंटी-इंटरफेरेंस प्रदर्शन है।
पिन ग्रिड सरणी (पीजीए): चिप के अंदर और बाहर कई वर्ग -सरणी पिन हैं, चिप के चारों ओर अंतराल पर व्यवस्थित हैं, जिसे 2 - 5 सर्कल में व्यवस्थित किया जा सकता है। यह प्लग-एंड-प्ले संचालन के लिए सुविधाजनक है, उच्च विश्वसनीयता है, और उच्च आवृत्तियों के अनुकूल हो सकता है, लेकिन यह मल्टी-लेयर पीसीबी की वायरिंग को प्रभावित करेगा।
सतह - माउंट पैकेजिंग
छोटे-आउटलाइन पैकेज (एसओपी): दोनों तरफ से पिन का नेतृत्व किया जाता है, और यह एक फ्लैट पैकेज है जिसे पीसीबी पर सीधे मिलाया जा सकता है। यह एसएमटी स्थापना और वायरिंग के लिए उपयुक्त है, कम परजीवी मापदंडों और उच्च-आवृत्ति अनुप्रयोगों में उच्च विश्वसनीयता के साथ।
क्वाड फ्लैट पैकेज (QFP): पिन को चार पक्षों से बाहर किया जाता है और छोटे इंडक्शन के साथ क्षैतिज सीधी रेखाएं होती हैं, और उच्च आवृत्तियों पर काम कर सकते हैं। इसमें एक छोटी मात्रा, घने पिन और अच्छे एंटी-इंटरफेरेंस प्रदर्शन हैं, और उच्च घनत्व सर्किट अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।
प्लास्टिक लीडेड चिप वाहक (पीएलसीसी): J - आकार के पिन के साथ एक प्लास्टिक -पैक चिप वाहक। यह एक चिप-कैरियर पैकेज का उपयोग करता है, जो सिस्टम में एकीकृत सर्किट को बदलने के लिए सुविधाजनक है।
लीडलेस सिरेमिक चिप वाहक (LCC): पिन सिरेमिक पैकेज के चार किनारों पर एम्बेडेड होते हैं और संपर्क के माध्यम से आचरण करते हैं, और इसे कभी -कभी सीएलसीसी भी कहा जाता है। यदि वाहक संरचना और पिन आकार थोड़ा संशोधित किया जाता है, तो इसे सॉकेट की आवश्यकता के बिना सीधे पीसीबी में मिलाया जा सकता है।
अन्य पैकेजिंग
बॉल ग्रिड एरे (बीजीए): उच्च पिन घनत्व, अच्छे कंपन प्रतिरोध और उत्कृष्ट तापीय चालकता के साथ, गेंद के आकार की मिलाप गेंदों के माध्यम से चिप और सर्किट बोर्ड को जोड़ता है। यह सीपीयू और जीपीयू जैसे उच्च गति और उच्च घनत्व वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।
चिप-स्केल पैकेज (सीएसपी): चिप को सीधे एक छोटे सब्सट्रेट पर पैक किया जाता है जिसमें लगभग कोई बाहरी पिन नहीं होता है। यह बहुत छोटा और हल्का है और उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जिन्हें कम से कम की आवश्यकता होती है, जैसे कि हैंडहेल्ड डिवाइस और एम्बेडेड सिस्टम।
क्वाड फ्लैट नहीं - लीड (QFN): पैकेज के चार पक्ष इलेक्ट्रोड संपर्कों के साथ कॉन्फ़िगर किए गए हैं। चूंकि कोई पिन नहीं हैं, बढ़ते क्षेत्र QFP की तुलना में छोटा है, और ऊंचाई QFP की तुलना में कम है। इसमें छोटे आकार, अच्छी गर्मी अपव्यय और अच्छे विद्युत प्रदर्शन की विशेषताएं हैं, और उच्च गति और उच्च-आवृत्ति आईसीएस के लिए उपयुक्त है।

पीसीबी और आईसी क्या है?

एक एकीकृत सर्किट आम तौर पर एक चिप के एकीकरण को संदर्भित करता है। एक मदरबोर्ड पर उत्तर-ब्रिज चिप और एक सीपीयू के अंदर जैसे घटकों को सभी को एकीकृत सर्किट कहा जाता है, और मूल नाम "एकीकृत ब्लॉक" भी था। दूसरी ओर, एक पीसीबी, सर्किट बोर्ड को संदर्भित करता है जिसे हम आमतौर पर देखते हैं, और इसका उपयोग बोर्ड पर चिप्स को मुद्रण और टांका लगाने के लिए भी किया जाता है। दोनों के बीच संबंध को समझना: एक एकीकृत सर्किट (आईसी) एक पीसीबी पर मिलाया जाता है; पीसीबी एकीकृत सर्किट (आईसी) का वाहक है। सीधे शब्दों में कहें, एक एकीकृत सर्किट एक चिप पर एक सामान्य-उद्देश्य सर्किट को एकीकृत करता है। यह एक संपूर्ण है, और एक बार जब यह आंतरिक रूप से क्षतिग्रस्त हो जाता है, तो चिप भी क्षतिग्रस्त हो जाती है। एक पीसीबी, हालांकि, घटकों के आत्म-सैनिकों के लिए अनुमति देता है, और यदि कोई घटक क्षतिग्रस्त हो जाता है, तो इसे प्रतिस्थापित किया जा सकता है।

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