Entegre devre: Revizyonlar arasındaki fark

İngilizce '''[[:en:Integrated circuit|integrated circuit]]''' (birleşik devre), monolithic [[:en:Integrated circuit|integrated circuit]], ya da IC olarak, Türkçe tümdevre, yonga, kırmık, çip, '''mikroçip''', tümleşik devre ya da entegre devre olarak adlandırılan genellikle [[silikon]]<nowiki/>dan yapılmış [[Yarı iletken|yarı iletken maddeler]] ile tasarlanmış metal bir levha üzerine yerleştirilen [[elektronik devre]]ler grubudur. Mikroçipler, her elektronik devre elemanı bağımsız olan ayrık devreleden daha küçük boyutludur. Entegre devreler içinde bir tırnak ucu kadar alanda milyarlarca [[transistör]] ve [[Elektronik devre elemanları|elektronik devre elemanı]] içerecek kadar küçültülebilir. Bir devre içerisindeki her bir iletken sıranın genişliği teknolojinin elverdiği ölçüde (2008 'de bu ölçü 100 [[nanometre]] idi.) küçültülebilir. Entegre devreler Küçük boyutu, hafifliği ve kullanım kolaylığı ile tümdevreler, günümüzün modern elektronik sektöründe çok önemli bir yer tutmaktadır. Bilgisayarlardan oyuncaklara kadar geniş bir kullanım alanına sahiptir.

[[Yarı iletken|Yarı iletken araçların]] [[Vakum tüpü|vakum tüplerinin]] fonksiyonlarını çalıştırdığını gösteren deneysel buluşlar ve 20. y.y.dakiyüzyıldaki yarı iletken araç üretimi entegre devreleri üretilebilir hale getirdi. Çok sayıda [[transistör]]ün  küçük bir çip içerisindeki bütünlüğü ayrık [[Elektronik devre elemanları|devre elemanları]] kullanılarak devrelerin manuel olarak birleştirildiği devri kapatan mükemmel bir gelişmeydi. Entegre devrelerin toplu üretimi kapasitesi , güvenilirliği ve üst üste dizilebilmesi  yaklaşımı; devre tasarlamada ayrık transistör kullanan tasarımların yerini, hızlı bir standartlaştırılmış entegre devre adaptasyonuna bıraktı.  Entegre devreler, ayrık devrelere göre iki ana avantaja sahiptir: fiyat ve performans. Fiyatları düşüktür çünkü çipler bütün bileşenleriyle birlikte [[fotolitografi]]yle ya da aynı anda yapılı bir transistör yazdırılabilirler. Ayrıca, montaja hazır entegre devreler, ayrık devrelere göre daha az malzemeye ihtiyaç duyar. Performansları yüksektir çünkü, küçük bir boyuta sahip olması ve elemanlarının birbirine yakın olması nedeniyle entegre devre bileşenleri akımı hızlıca aktarır ve entegre devrelerle karşılaştırıldığında daha az güç harcar. 2012 'den başlayarak, normal bir çipin alanı birkaç mm2  mm²'den, 450 mm2 mm²'ye uzanır, bununla birlikte her mm2 de 9 milyon [[transistör]] bulunabilir. Entegre devreler günümüzde hemen hemen bütün elektronik aletlerin içinde bulunurlar ve elektronik dünyasında devrim yapmışlardır. Ucuz fiyatlardaki entegre devrelerle oluşturulan [[bilgisayar]]lar, [[telefon]]lar ve diğer [[elektrikli ev aletleri]] bugünlerde modern toplum yapısında kaçınılmaz parçalardır.

Bazı elemanları ayrılmaz bir biçimde birbirine bağlantılı olan ve elektrik bağlantısı olan bir devre entegre devredir böylece yapım ve ticari amaçlar için bölünemez olması düşünülmüştür.  Bu tanım [[Ince film iletken|ince film iletken (thin-layer transistor)]],  [[Yoğun film teknolojileri|yoğun film teknolojileri (thick film technology)]] ya da [[hibrit entegre devre]] (hybrid integrated circuit) gibi teknolojileri içeren bir sürü farklı teknoloji kullanılarak yapılabilir. Ancak, genel kullanımda entegre devre aslında bölüntüsüz entegre devre olarak  bilinen tek parça devre yapısını anlatmak için geldi.

Entegre devreler için ilk fikir, hepsini küçültülmüş bir bileşen olan küçük seramik yonga plakası oluşturmaktı. Bileşenler bütünleşmiş ve  2 boyutlu ya da 3 boyutlu ızgara sistem şeklinde telle bağlanmış halde olabilirdi. 1957'de çok ümitli görünen bu fikir, Amerika Birleşik Devletleri Ordusu'na önerildi ve kısa süreli Mikromodül Program'a (1951 'deki Tinkertoy projesiyle benzer olarak) öncülük etti. Ancak, bu proje hız kazandığında, [[Jack Kilby]] entegre devreler için yeni bir tasarım geliştirdi.

Daha sonra Texas Instruments tarafından işe alınan Kilby, entegre deverelerle alaaklı olan ilk fikrini 1958 Temmuz'da kaydetti. İlk entegre çalışmasını 12 Eylül 1958'de başarılı bir şekilde tamamladı. Patent uygulamalarında, 6 Şubat 1959' da Kilby yeni aletini "tamamen bütünleşmiş elektronik devrelerin tüm bileşenlerini barındıran yarı iletken maddelerin cismi"  olarak tanımladı.  Bu ürün için ilk müşteri Amerika Birleşik Devletleri Hava Kuvvetleri oldu.

Kilby, 2000 yılında entegre devreleri bulduğu için fizikten Nobel Ödülü aldı. Yaptığı bu başarılı çalışmaya  Elektrik Elektronik Mühendisliği Dönüm Noktaları Listesi'nde (IEEE Milestone) 2009 yılında yer verildi.

Kilby' den yaklaşık yarım sene sonra, Fairchild Semiconductor firmasındanRobert Noyce onun fikrini geliştirerek entegre devrelerle Kilby' nin çözemediği birçok problemi çözdü. Kilby' nin tasarımında germanyumdan yapılmış olan kısım, Noyce' un tasarımında silikondan yapılmıştı.

Fairchild Semiconductor  firması aynı zamanda kendi sıraya koyulmuş geçitleriyle tüm modern Cmos bilgisayar çiplerinin temeli olan ilk slikon-geçit entegre devre teknolojisine  da ev sahipliği yaptı. Bu teknoloji, İntel'e katılan ve ilk tek çip olan Merkezi İşlem Birimi (CPU) (Intel 4004) ü tasarlayan İtalyan fizikçi Federico Faggin tarafından 1968 de geliştirildi. Faggin 2010'da Teknoloji ve Yenilik Ulusal Madalyası kazandı.<ref>[[:en:Integrated circuit|https://en.wikipedia.org/wiki/Integrated_circuit]]</ref>[[Dosya:Diopsis.jpg|sağ|thumb|200px|Tümdevre örneği.]]

Tümleşik devre üretiminde [[silikon]] temelli [[CMOS]] (''Complementary Metal Oxide Semiconductor'') teknolojisi hakim durumdadır. CMOS teknolojisi, transistör başına düşük maliyetler sağladığı ve büyük miktarlarda tümdevre üretimine olanak verdiği için tercih edilmektedir. Bunun dışında, özellikle daha yüksek hızda ya da düşük gürültü ile çalışması istenen devrelerde SiGe ([[Silisyumsilisyum]]-[[Germanyumgermanyum]]) [[BJT]] ya da GaAs ([[Galyumgalyum]]-[[Arsenikarsenik]]) temelli teknolojiler de kullanılabilmektedir. Günümüzde tümleşik devre satışları dünya çapında 300 milyar ABD dolarına yaklaşmıştır.

Tümleşik devrelerin ayrık devrelere göre başlıca iki olumlu yanı sayılabilir: Düşük üretim maliyeti ve başarım. Üretim maliyetinin düşüklüğü, [[transistör]]lerin birer birer değil de tek defada, ışıklı taş baskı (fotolitografi) aracılığı ile basılmaları sayesinde gerçekleşmektedir. Başarımın yüksekliği ise bileşenlerin yakınlığı ve dolayısıyla daha az güç kullanımına bağlıdır. [[2006]] yılına varıldığında, ortalama yonga alanları 1 ile 350&nbsp;mm²² arasında olup milimetrekare başına 1 milyon transistör kullanılabilmektedir. Günümüzde [[nanoteknoloji]]yle saç telinden ince tümdevreler üretilebilmektedir.

== Türkiye'de Tümdevretümdevre Tasarımıtasarımı ==