集積回路とチップ

集積回路の発明者であるジャック・キルビーの言葉を借りれば、「集積回路とは、電子回路のすべての構成要素が完全に集積された半導体材料の体である。技術的には、集積回路とは、半導体基板（サブストレート）の上に微量元素をパターン状に拡散させて構築した電子回路またはデバイスのことである。1958年の集積回路技術の発明は、世界に前例のない大変革をもたらした。チップとは、集積回路の通称です。

集積回路に関する詳細情報

集積回路（IC）は、現在、ほとんどすべての電子機器に使われているデバイスです。半導体技術と**手法**の発展により、集積回路が発明された。ICが発明される以前は、演算処理に使われるデバイスはすべて真空管で論理ゲートとスイッチを実現していた。真空管はもともと比較的大きく、電力を消費するデバイスである。ディスクリート回路の部品は手動で接続する必要があった。その結果、小さな計算をするにも、かなり大型で高価な電子機器になってしまったのです。その結果、50年前のコンピュータはかさばり、高価で、パーソナルコンピュータは遠い夢のような存在だった。

真空管に代わって、エネルギー効率が高く、小型化された半導体トランジスタやダイオードが使われるようになり、その用途が広がりました。その結果、大きな回路を小さな半導体材料に集積することができ、より複雑な電子デバイスを実現することができるようになりました。第一世代の集積回路にはほんの一握りのトランジスタしかなかったが、今では親指の爪ほどの面積のどこかに何十億というトランジスタが集積されている。インテルの6コアi7（Sandy Bridge-E）プロセッサーは、434mm²のシリコンチップに2270万個のトランジスタを搭載しています。集積回路に含まれるトランジスタの数によって、世代分けがされている。

SSI - Small Scale Integration - 数個のトランジスタ(100個以下)

MSI-メディクム・スケール・インテグレーション - 数百トランジスタ(<1000)

LSI - Large Scale Integration - 数千トランジスタ（1万〜1万個）。

超大規模集積回路 - 数百万から数十億 (106~109)

集積回路はその課題によって、デジタル、アナログ、ミックスドシグナルの3つに分類される。デジタルICは、離散的な電圧レベルで動作するように設計されており、フリップフロップ、マルチプレクサ、エンコーダ、デコーダ、レジスタなどのデジタル部品が含まれています。デジタルICはマイクロプロセッサー、マイクロコントローラー、タイマー、FPGA（Field-Programmable Logic Array）、記憶装置（RAM、ROM、フラッシュメモリー）が代表的で、アナログICはセンサー、オペアンプ、小型パワーマネジメント回路などです。ADC（アナログ・デジタル・コンバータ）やDAC（デジタル・アナログ・コンバータ）はアナログとデジタルの両方を使用するため、これらのICはディスクリートと連続した電圧値の両方を扱うことができます。両方の信号を処理するため、ハイブリッドICと呼ばれる。

集積回路は、熱伝導性の高い絶縁材料でできた堅牢な筐体に、回路の接触端子（ピン）を集積回路本体から突出させてパッケージングされている。ピン配置により、数種類のICパッケージが用意されています。ダブルインラインパッケージ（DIP）、プラスチックスクエアフラットパッケージ（PQFP）、フリップチップボールグリッドアレイ（FCBGA）などがこれにあたります。