Geïntegreerde schakeling

Modern geïntegreerd circuit als SMD-component (www.freeimages.co.uk)

Hybride schakeling uit 1966.

Een oud geïntegreerd circuit in een metalen behuizing (opengezaagd)

Een DIP (dual inline package) onderdeel

Geïntegreerde schakeling (van het Engelse Integrated Circuit (IC)) is de officiële Nederlandse naam voor wat ook wel een IC, chip of computerchip wordt genoemd.

[bewerk] Materiaal

Een geïntegreerde schakeling is een elektronische schakeling die niet zoals voorheen bestaat uit losse componenten op een Printed Circuit Board (PCB) of printplaat, maar waarin de schakeling en alle componenten geïntegreerd gefabriceerd zijn op een plakje silicium. Zo'n plakje wordt daarna in een keramische of plastic behuizing met metalen pootjes gelijmd (keramisch) of gegoten (plastic). De term 'chip' is afgeleid van de plak silicium die van een staaf van puur silicium (gefabriceerd uit zuiver zand, ofwel SiO₂) van bijvoorbeeld 20 of 30 cm doorsnede afgezaagd wordt.

[bewerk] Ontwikkeling

Doordat steeds dezelfde elektronische schakeling bij verschillende apparaten werden gebruikt, ontstonden er algemene printplaten met een bepaalde functie. Dergelijke printplaten bestonden uit gewone losse componenten, maar soms ook weerstanden die direct op de printplaat werden aangebracht. Daarmee was de hybride schakeling ontstaan, die een voorloper van de geïntegreerde schakeling is.

Omdat er meer gebruikgemaakt werd van transistors, en die ook nog eens vaak in dezelfde elektronische schakeling gebruikt werden, is het geïntegreerd circuit ontwikkeld. Daarmee werden meerdere transistors tezamen met weerstanden op één halfgeleiderplaatje gemaakt. Deze werden eerst in een metalen behuizing geplaatst, maar worden tegenwoordig vrijwel altijd in een kunststof behuizing gegoten. De eerste werkende geïntegreerde schakeling werd op 12 september 1958 door Jack Kilby van Texas Instruments gepresenteerd. Vier maanden later deed Robert Noyce van Fairchild Semiconductor een soortgelijke uitvinding. Hoewel Noyce later was dan Kilby werd de patentenstrijd uiteindelijk in 1969 in het voordeel van hem beslist.

De technologische vooruitgang van chips houdt zich al tientallen jaren aan de Wet van Moore.

[bewerk] Computerchip en 'andere' chips

Overigens is de term 'computerchip' enigszins vreemd, want er is geen wezenlijk onderscheid tussen chips die gebruikt worden in computers en chips die in andere apparaten worden toegepast. Ook in aantallen gezien worden ze elders veel meer gebruikt: vrijwel alle apparaten van boven de circa 100 euro bevatten minstens één chip. En in PC's wordt het aantal juist steeds meer beperkt doordat zoveel mogelijk functies op zo min mogelijk chips worden ondergebracht. Het uiteindelijke streven voor een moederbord is altijd dat het maar drie chips bevat: De CPU, de BIOS-ROM en een chip met de rest. Daarnaast zijn er natuurlijk 'voeten' voor het geheugen en voor de insteekkaarten. De verklaring voor dit minimum is vrij simpel: De CPU is aan voortdurende vernieuwing en marktwerking onderhevig en kan dus niet gecombineerd worden met de overige functies. De BIOS-ROM bevat de software van het systeem en die moet gewijzigd kunnen worden; verder is de technologie verschillend van die van de rest-chip, maar uiteindelijk kan hij wel samengevoegd worden.

[bewerk] Geheugenchips

Voor geheugenchips (zie: computergeheugen) geldt ook een technologierace en een marktwerking. Het wezenlijke probleem is dat moederborden een tijd van tevoren ontworpen worden, wanneer nog niet duidelijk is wat de situatie op de markt zal zijn wanneer de moederborden daadwerkelijk klaar zijn en verkocht kunnen worden. Vandaar dat de kritische onderdelen nog steeds verwisselbaar zijn, al is dat een stuk duurder.