Kādas ir integrālo shēmu izmantošanas iespējas?

Džeks Kilbijs, Texas Instruments pētnieks Amerikas Savienotajās Valstīs, tiek uzskatīts par vienu no pirmajiem cilvēkiem, kas pamanīja integrālo shēmu iespējamos ieguvumus un izmantošanas iespējas. 2000. gadā viņam tika piešķirta Nobela prēmija fizikā par ieguldījumu elektroniskās shēmas attīstībā. Lai gan IC mikroshēmas koncepciju var izsekot agrākiem pētījumiem, kas veikti jau 1949. gadā, ko veica vācu inženieri, Kilbijs un cits ASV pētnieks Roberts Noiss bija pirmie, kas iesniedza šīs idejas patentus.

Milzīgais lēciens, ko IC mikroshēma sniedza elektronisko shēmu projektēšanai, ir balstīts uz ierobežojumu, ar kuru elektronikas ražotāji saskārās 1950. gadu beigās. Tranzistors bija aizstājis vakuuma lampas, bet pamata elektriskos komponentus tādām shēmām kā tranzistori, kondensatori un rezistori varēja padarīt tikai tik mazus, jo tos turēt ar pinceti un pielodēt uz shēmas plates kļuva arvien grūtāk, jo tie kļuva arvien mazāki un mazāki.. Ideja iegravēt šo komponentu funkcionalitāti silīcija plāksnē novērsa vajadzību pēc individuālas rokas komponentu lodēšanas, un integrēto shēmu izmantošana sāka strauji pieaugt, tiklīdz 1960. gadu vidū un beigās tika pilnveidotas ražošanas metodes.

Lai gan pašas pirmās integrētās shēmas tika sauktas par maza mēroga integrācijas (SSI) shēmām un tajās bija tikai daži desmiti komponentu, tās tajā laikā bija ļoti svarīgas kosmosa projektiem, piemēram, ASV kodolraķešu sistēmas Minuteman vadības ierīcēm un izmantotajiem digitālajiem datoriem. ASV Apollo Moon misijas programma. Šie lietojumi, kā arī ASV jūras kara flotes vajadzības veidoja lielāko daļu agrīnā pieprasījuma pēc integrālajām shēmām 1962. gadā. Līdz 1968. gadam integrēto shēmu izmantošana bija sākusi izplatīties plaša patēriņa elektronikā, un to spēja apstrādāt frekvences modulētu (FM)) skaņa televizoros.

Tā kā mikroshēmā ievietojamo komponentu skaits tika palielināts, integrēto shēmu izmantošana kļuva daudz plašāka. Vidēja mēroga integrācijas (MSI) mikroshēmu modeļos 1960. gadu beigās bija simtiem komponentu, un liela mēroga integrācija (LSI) piecus gadus vēlāk vienā mikroshēmā varēja ievietot vairākus tūkstošus komponentu. No turienes eksponenciāli pieauga to sastāvdaļu skaita pieaugums, ko varēja iepakot dažu kvadrātcentimetru platībā. Ļoti liela mēroga integrācija (VLSI), kas astoņdesmito gadu sākumā ļauj izveidot simtiem tūkstošu savienotu komponentu, un trīsdimensiju integrētās shēmas (1980D-IC) dizaini no 3. gada ļauj miljoniem vai miljardiem komponentu iesaiņot tīklā. kas ir savstarpēji savienoti gan horizontāli, gan vertikāli uz vairākiem pusvadītāju plāksnīšu slāņiem.

Kopš 2011. gada daudzās vadības un matemātiskās apstrādes funkcijas, ko var veikt integrētā shēma, ir padarījušas tās par visuresošām ierīcēm lielākajā daļā plaša patēriņa elektronikas, sākot no radio un televizoriem līdz kalkulatoriem un digitālajiem pulksteņiem. Integrētās shēmas tiek plaši izmantotas rūpnieciskajās iekārtās un robotikā, kā arī automašīnu un gaisa kuģu sistēmu vadības ierīcēm. Tā kā tie kļūst arvien sarežģītāki un lētāki ražošanai, tie ir atrodami arī vienreizējās lietošanas priekšmetos, piemēram, apsveikuma kartītēs, kas atskaņo mūziku. Radiofrekvences identifikācijas (RFID) atzīmes uz vienreizējās lietošanas patēriņa preču iepakojuma, ko mazumtirdzniecības veikali izmanto krājumu izsekošanai, ir arī izplatīta vieta IC mikroshēmām, un RFID atzīmes tiek pievienotas arī citiem produktiem, piemēram, pasēm un kredītkartēm.