ಇಂಟೆಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್

ಇಂಟೆಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್

"ವಿದ್ಯುನ್ಮಾನ ಮಂಡಲ" ಅಥವಾ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಗಳನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸಲು ಅನೇಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳಿವೆ. ಹಿಂದೊಮ್ಮೆ ಈ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಗಳಲ್ಲಿ ಉಪಯೋಗವಾಗುವ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್, ರೆಸಿಸ್ಟರ್, ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಮುಂತಾದವುಗಳನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿ ನಿರ್ಮಿಸಿ ಅವುಗಳನ್ನು ತಂತಿಗಳ ಮೂಲಕ ಜೋಡಿಸಲಾಗುತ್ತಿತ್ತು.  ತಂತಿಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸಿದಾಗ ಅವು ಕಿತ್ತುಹೋಗುವ ಸಂಭವ ಇರುತ್ತದೆ.  ನೂರಾರು ತಂತಿಗಳ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಒಂದರಲ್ಲಿ ಯಾವುದೋ ಒಂದು ತಂತಿ ಕಿತ್ತುಹೋದರೆ ಅದನ್ನು ಹುಡುಕಿ ಸರಿಪಡಿಸುವುದು ಬಹಳ ಕಷ್ಟ. ಮುಂದೆ ತಂತಿಗಳಿಗೆ ಬೇಕಾದ ತಾಮ್ರ ಅಥವಾ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಲೋಹವನ್ನು ಒಂದು  ರೆಸಿನ್ / ಗಾಜಿನಂಥ ಅವಾಹಕ ಪ್ಲೇಟಿನ ಮೇಲೆ ಮುದ್ರಿಸಿ ಮೇಲೆ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಮುಂತಾದ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಸೋಲ್ಡರ್ ಮಾಡುವ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಯಿತು. ಈ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಕ್ಕೆ ಪ್ರಿಂಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಬೋರ್ಡ್ ಅಥವಾ ಪಿಸಿಬಿ ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ.   ಎರಡನೇ ಮಹಾಯುದ್ಧದ ನಂತರ ದೇಶದ ರಕ್ಷಣೆಗಾಗಿ ಉಪಯುಕ್ತವಾಗುವ ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಕುರಿತಾಗಿ ಸಾಕಷ್ಟು ಸಂಶೋಧನೆಗಳು ನಡೆದವು. ಈ ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಯುದ್ಧಭೂಮಿಗೆ ಕೊಂಡೊಯ್ಯುವ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಕಾರಣ ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ತಂತಿಗಳು ಕಡಿದು ಹೋದರೆ  ಅವುಗಳ ರಿಪೇರಿ  ಮಾಡುವುದು ಅಸಾಧ್ಯ.   ವಿಮಾನಗಳಲ್ಲಿ ಕೊಂಡೊಯ್ಯುವ ಉಪಕರಣಗಳು ಅಡಕವಾಗಿರಬೇಕು ಮತ್ತು ಸಾಧ್ಯವಾದಷ್ಟೂ ಹಗುರವಾಗಿರಬೇಕು. ಇದಕ್ಕಾಗಿ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್, ರೆಸಿಸ್ಟರ್, ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಇವೆಲ್ಲವನ್ನೂ ಒಳಗೊಂಡ ಇಡೀ ಸರ್ಕ್ಯೂಟನ್ನು  ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಬಳಸಿ ಸೃಷ್ಟಿಸುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯನ್ನು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಿಗಳು ಹುಡುಕುತ್ತಿದ್ದರು.  ೧೯೫೮ರಲ್ಲಿ  ಟೆಕ್ಸಾಸ್ ಇನ್ಸ್ಟ್ರುಮೆಂಟ್ಸ್ ಸಂಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಇಂಜಿನಿಯರ್ ಆಗಿದ್ದ ಜ್ಯಾಕ್ ಕಿಲ್ಬಿ ಎಂಬುವನು ಇದನ್ನು ಸಾಧ್ಯ ಮಾಡಿ ತೋರಿಸಿದ. ಸರಿಸುಮಾರು ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ರಾಬರ್ಟ್ ನಾಯ್ಸ್ ಎಂಬ ಇಂಟೆಲ್ ಇಂಜಿನಿಯರ್ ಕೂಡಾ ಐಸೀ ತಯಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಸಫಲನಾದ.

ಇಂಟೆಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಎಂದರೆ ತಂತಿಗಳನ್ನೂ ಒಳಗೊಂದು ಎಲ್ಲಾ ಬಗೆಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳ ಏಕೀಕರಣವಾದ ವಿದ್ಯುನ್ಮಾನ ಮಂಡಲ.  ಕೆಲವರು ಇದನ್ನು ಐಸಿ ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಮೈಕ್ರೋಚಿಪ್ ಎಂಬುದು ಇದರ ಇನ್ನೊಂದು ಹೆಸರು.  ಸಿಲಿಕಾನ್, ಗ್ಯಾಲಿಯಂ ನೈಟ್ರೈಡ್ ಮುಂತಾದ "ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್" ಪದಾರ್ಥಗಳನ್ನು ಇಂಟೆಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ತಯಾರಿಸಲು ಬಳಸುತ್ತಾರೆ.  ಇಂಟೆಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ತಯಾರಿಸಲು ದೊಡ್ಡ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಫ್ಯಾಬ್ರಿಕೇಷನ್ ಅಥ್ವಾ ಫ್ಯಾಬ್ ಗಳನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅಮೆರಿಕಾ, ಯೂರೋಪ್, ಚೈನಾ, ತೈವಾನ್ ಮುಂತಾದ ರಾಷ್ಟ್ರಗಳು ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಫ್ಯಾಬ್ ಗಳನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸಿವೆ.   ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ವೇಫರ್ ಎಂಬುದು ಎಂಟರಿಂದ ಹನ್ನೆರಡು ಇಂಚ್ ಡಯಾಮೀಟರ್ ಉಳ್ಳ ವೃತ್ತಾಕಾರದ ತೆಳ್ಳನೆಯ ತಟ್ಟೆಯಂತೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸಬಹುದು.  ಒಂದು ವೇಫರ್ ಮೇಲೆ ಸಾವಿರಾರು ಸಂಖ್ಯೆಯಲ್ಲಿ ಐಸೀಗಳನ್ನು ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.  ಇದನ್ನು ಹೀಗೆ ಅರ್ಥೈಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಒಂದು ಬಹಳ ದೊಡ್ಡ ಬ್ರೆಡ್ ಸ್ಲೈಸನ್ನು ಕಲ್ಪಿಸಿಕೊಳ್ಳಿ. ಅದರ ಮೇಲೆ ಸಾಸ್, ಚೀಸ್, ತರಕಾರಿಗಳು ಇವುಗಳನ್ನು ಒಂದೊಂದೇ ಪದರ ಬೆಳೆಸುತ್ತಾ ಹೋದಂತೆ ಅನೇಕಾನೇಕ ಸ್ಯಾಂಡ್ವಿಚ್ ಗಳು ಒಮ್ಮೆಲೇ ತಯಾರಾಗುತ್ತವೆ. ಅವನ್ನು ಚಾಕುವಿನಿಂದ ಕತ್ತರಿಸಿ ಬೇರ್ಪಡಿಸಿ ನಂತರ ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಹೊದಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ಯಾಕಿಂಗ್ ಮಾಡಬಹುದು. ಇದೇ ರೀತಿ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ವೇಫರ್ ಮೇಲೆ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸಲು ಬೇಕಾದ ಲೋಹದ ತಂತಿಗಳನ್ನು ಒಂದೊಂದೇ ಪದರವಾಗಿ "ಬೆಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ."   ಅನಂತರ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಗಳನ್ನು ಚೂಪಾದ ವಜ್ರದ ಅಲುಗಿನಿಂದ ಕತ್ತರಿಸಿ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.  ಹೀಗೆ ಬೇರ್ಪಟ್ಟ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಗಳು ಬಹಳ ಚಿಕ್ಕ ಗಾತ್ರದವು. ಅವನ್ನು ಕೈಯಲ್ಲಿ ಹಿಡಿಯುವುದು ಕೂಡಾ ಕಷ್ಟ. ಇವುಗಳನ್ನು ಚಿಪ್ಸ್ ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಡೈ (die) ಎಂಬುದು ಇನ್ನೊಂದು ಪದ; ಇದರ ಬಹುವಚನ ಡೈಸ್ (dice).  ಡೈಗಳನ್ನು ಅನಂತರ ಪ್ಯಾಕೇಜ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಐಸೀ ತಯಾರಿಸಿ ಮಾರುವ ಅನೇಕ ಕಂಪನಿಗಳು ಕಳೆದ ಎಂಟು ದಶಕಗಳಿಂದ ಕಾರ್ಯವಹಿಸುತ್ತಿವೆ. ಇಂಟೆಲ್, ಟೆಕ್ಸಾಸ್ ಇನ್ಸ್ಟ್ರುಮೆಂಟ್ಸ್,  ಸ್ಯಾಮ್ ಸಂಗ್, ಎನ್ ವಿಡಿಯಾ, ಮುಂತಾದವು.  ಐಸೀಗಳು ಇಂದು ಪ್ರತಿಯೊಂದೂ ಉಪಕರಣದಲ್ಲಿ ಬಳಕೆಯಾಗುತ್ತಿವೆ. ಗಣಕಗಳು, ಮೊಬೈಲ್ ಫೋನುಗಳು, ವಾಹನಗಳು, ವೈದ್ಯಕೀಯ ಉಪಕರಣಗಳು, ಇತ್ಯಾದಿ.   ಹೀಗಾಗಿ ಜಾಗತಿಕ ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿ ಒಟ್ಟು ವಾರ್ಷಿಕವಾಗಿ  ೪೩೦ ಬಿಲಿಯನ್ ಡಾಲರಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಎಂದು ಅಂದಾಜು ಮಾಡಲಾಗಿದೆ (https://www.fortunebusinessinsights.com/integrated-circuit-market-106522).  ಭಾರತದಲ್ಲಿ ಬಿಇಎಲ್ ಮತ್ತು ಎಸ್ ಸೀ ಎಲ್ ಸಂಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಐಸೀ ಉತ್ಪನ್ನ ಮಾಡುವ ಫ್ಯಾಬ್ ಗಳಿವೆ. ಹಲವು ಕಂಪನಿಗಳು ಇತ್ತೀಚಿಗೆ ಭಾರತದ ಗುಜರಾತ್ ರಾಜ್ಯದಲ್ಲಿ ಫ್ಯಾಬ್ ಸ್ಥಾಪಿಸುವತ್ತ ಹೆಜ್ಜೆ ಇಡುತ್ತಿವೆ.

ಐಸೀಗಳಲ್ಲಿ ಕೆಲವು ಮುಖ್ಯವಾದವು ಹೀಗಿವೆ:

1. ಸೆನ್ಸರ್ - ತಾಪಮಾನ, ಒತ್ತಡ ಮುಂತಾದ ಭೌತಿಕ ಅನುಭೂತಿಗಳನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ರೂಪಕ್ಕೆ ತರುವ ಸಾಧನಗಳು
2. ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ - ಸೆನ್ಸರ್ ಗಳಿಂದ ಉತ್ಪನ್ನವಾಗುವ ದುರ್ಬಲ ಸಿಗ್ನಲ್ ಗಳನ್ನು ವರ್ಧಿಸುವ ಸಾಧನಗಳು
3. ಡೇಟಾ ಕನ್ವರ್ಟರ್ - ಅನಲಾಗ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಗಳನ್ನು ಡಿಜಿಟಲ್ ರೂಪಕ್ಕೆ ಮತ್ತು ಡಿಜಿಟಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಗಳನ್ನು ಅನಲಾಗ್ ರೂಪಕ್ಕೆ ತರುವ ಸಾಧನಗಳು
4. ಮೆಮೊರಿ ಅಥವಾ ಸಂಗ್ರಹ - ಸಂಗೀತ ಮುಂತಾದ ಸಿಗ್ನಲ್ ಗಳನ್ನು ಡಿಜಿಟಲ್ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಬಲ್ಲ ಸಾಧನಗಳು
5. ಪ್ರಾಸೆಸರ್ - ಮೆಮೊರಿಯಲ್ಲಿ ಕೂಡಿಟ್ಟ ಸಿಗ್ನಲ್ ಗಳನ್ನು ಪರಿಷ್ಕರಿಸಿ ಅವುಗಳಿಂದ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸಿ/ಮಾರ್ಪಡಿಸಿಕೊಡಬಲ್ಲ ಸಾಧನಗಳು. ಪ್ರಾಸೆಸರ್ ಗಳಲ್ಲಿ ಮೂರು ವಿಧ - ಮೈಕ್ರೋ ಪ್ರಾಸೆಸರ್, ಮೈಕ್ರೋ ಕಂಟ್ರೋಲರ್, ಮತ್ತು ಡಿಜಿಟಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಪ್ರಾಸೆಸರ್.
6. ಪವರ್ ಕನ್ವರ್ಟರ್  - ಎಸಿ ವಿದ್ಯುತ್ /ಡಿಸಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಗಳನ್ನು ಅದಲುಬದಲು ಮಾಡಲು ಬಳಸುವ ಸಾಧನಗಳು

ಇಂಟೆಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಗಳಲ್ಲಿ ಎರಡು ಬಗೆ - ಅನಲಾಗ್ ಮತ್ತು ಡಿಜಿಟಲ್. ಅನಲಾಗ್ ಮಂಡಲಗಳಲ್ಲಿ ವಿವಿಧ ಬಗೆಯ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಗಳಲ್ಲದೆ ರೆಸಿಸ್ಟರ್ ಮತ್ತು ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಇವುಗಳನ್ನೂ ಬಳಸುತ್ತಾರೆ.  ಮೇಲೆ ಹೇಳಿದ ಐಸೀಗಳಲ್ಲಿ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ ಈ ಜಾತಿಗೆ ಸೇರಿದ್ದು.   ಡಿಜಿಟಲ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಗಳಲ್ಲಿ ರೆಸಿಸ್ಟರ್, ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಇವುಗಳನ್ನು ಬಳಸುವುದಿಲ್ಲ. ಹೀಗಾಗಿ ಒಂದು ಡಿಜಿಟಲ್ ಐಸೀ ಒಳಗೆ ಬಹಳ ದೊಡ್ಡ ಸಂಖ್ಯೆಯಲ್ಲಿ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಸ್ಟರ್ ಗಳು ಕಂಡುಬರುತ್ತವೆ.  ಮೇಲೆ ಹೇಳಿದ ಪ್ರಾಸೆಸರ್ ಗಳು ಡಿಜಿಟಲ್ ಜಾತಿಗೆ ಸೇರಿದವು.  

ಐಸೀ ಪ್ರಾರಂಭಿಕ ದಿನಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಡಿಜಿಟಲ್ ಐಸೀ ಒಳಗೆ ಹೆಚ್ಚೆಂದರೆ ನಲವತ್ತು-ಐವತ್ತು  ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಗಳು ಇರುತ್ತಿದ್ದವು.  ಇವನ್ನು SSI ಅಥವಾ ಸ್ಮಾಲ್ ಸ್ಕೇಲ್ ಇಂಟೆಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ. ಮುಂದೆ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಕುಗ್ಗಿಸಿ ಒಂದು ಐಸೀ ಒಳಗೆ ಸಾವಿರಾರು ಸಂಖ್ಯೆಯಲ್ಲಿ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಅಡಕಗೊಳಿಸುವ ವಿಧಾನವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದರು. ಇವುಗಳಿಗೆ ಮೀಡಿಯಂ ಸ್ಕೇಲ್ ಇಂಟೆಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಎಂಬ ಹೆಸರು ಬಂತು.  ಮುಂದೆ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಕುಗ್ಗಿಸಿ ಒಂದು ಐಸೀಯಲ್ಲಿ ಹತ್ತು ಸಾವಿರಕ್ಕೂ ಹೆಚ್ಚು ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಗಳನ್ನು ಅಡಕಗೊಳಿಸಿ ಮೈಕ್ರೊಪ್ರಾಸೆಸರ್ ಇತ್ಯಾದಿಗಳನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಿದಾಗ ಅವುಗಳಿಗೆ ಲಾರ್ಜ್ ಸ್ಕೇಲ್ ಇಂಟೆಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಎಂಬ ಹೆಸರು ಅನ್ವಯವಾಯಿತು.  ಇಂದಿನ ಐಸೀಗಳಲ್ಲಿ ಹಲವಾರು ಬಿಲಿಯನ್ ಸಂಖ್ಯೆಯಲ್ಲಿ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಗಳು ಅಡಕವಾಗಿರುವುದು ಸಾಮಾನ್ಯ. ಇವುಗಳಿಗೆ ವೆರಿ ಲಾರ್ಜ್ ಸ್ಕೇಲ್ ಇಂಟೆಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್  (VLSI) ಎಂಬ ಹೆಸರು ಬಂದಿದೆ.