Sirkuit terpadu: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
k r2.6.5) (bot Mengubah: ko:집적 회로 |
Alex Neman (bicara | kontrib) k IC |
||
| (43 revisi perantara oleh 32 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
{{redirect|IC|singkatan sinetron Indonesia|Ikatan Cinta}}
[[Berkas:Diopsis.jpg|ka|jmpl|200px|Rangkaian terpadu [[Atmel]] Diopsis 740 ''System on Chip'' yang menunjukkan blok memori, logika dan ''pad'' masukan/keluaran di sekitar periferal]]
'''Sirkuit terpadu''' atau '''rangkaian terpadu''' ({{lang-en|chip, integrated circuit, '''IC'''}}) adalah komponen dasar yang terdiri dari [[resistor]], [[transistor]] dan lain-lain. IC adalah komponen yang dipakai sebagai otak peralatan [[elektronika]].
IC yang paling kompleks terletak dalam [[komputer]] dan dipanggil [[mikroprosesor]]. Dalam sebuah mikroprosesor Intel [[Pentium 4]] (diproduksi pada tahun 2000–2008) dengan ferkuensi sampai 3.8 [[Hertz|GHz]] terdapat sampai 125 juta transistor, belum termasuk komponen lain. Dalam sebuah mikroprosesor [[Intel Core]] (diproduksi mulai tahun 2006) dengan ferkuensi sampai 5 [[Hertz|GHz]] terdapat sampai 2 * 10^9 transistor, belum termasuk komponen lain.
Sirkuit terpadu dimungkinkan oleh [[teknologi]] pertengahan [[abad ke-20]] dalam [[Fabrikasi (semikonduktor)|fabrikasi alat semikonduktor]] dan penemuan percobaan yang menunjukkan bahwa [[alat semikonduktor]] dapat melakukan fungsi yang dilakukan oleh [[tabung vakum]]. Integrasi [[transistor]] kecil yang banyak jumlahnya ke dalam sebuah chip yang kecil merupakan peningkatan yang sangat besar bagi perakitan tabung-vakum sebesar-jari. Ukuran IC yang kecil, tepercaya, kecepatan "switch", konsumsi [[tenaga listrik|listrik]] rendah, [[produksi massal]], dan kemudahan dalam menambahkan jumlahnya dengan cepat menyingkirkan tabung vakum.
[[Berkas:IC.jpg|jmpl|ka|250px|IC di dalam sebuah rangkaian elektronik]]
Hanya setengah abad setelah penemuannya, IC telah digunakan di mana-mana. Radio, televisi, [[komputer]], [[telepon genggam]], dan peralatan [[digital]] lainnya yang merupakan bagian penting dari masyarakat modern. Contohnya, sistem [[transportasi]], [[internet]], dll tergantung dari keberadaan alat ini. Banyak [[cendekiawan|cendekia]] percaya bahwa [[revolusi digital]] yang dibawa oleh rangkaian terpadu merupakan salah satu kejadian penting dalam sejarah umat [[manusia]].
IC mempunyai ukuran seukuran tutup [[pena]] sampai ukuran ibu jari dan dapat diisi sampai 250 kali dan digunakan pada alat elektronika seperti:
Baris 14 ⟶ 17:
* Ponsel
* Radio
== Penemuan ==
Penemuan awal sirkuit terpadu dimulai sejak tahun 1949, ketika engineer Jerman [[Werner Jacobi]] ([[Siemens AG|Siemens AG]]) [http://integratedcircuithelp.com/invention.htm] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20121011022241/http://integratedcircuithelp.com/invention.htm |date=2012-10-11 }} mengajukan hak paten untuk amplifying device semikonduktor dengan struktur mirip dengan struktur sirkuit terpadu <ref name="jacobi1949">{{patent|DE|833366|W. Jacobi/SIEMENS AG: „Halbleiterverstärker“ priority filing on 14 April 1949, published on 15 May 1952.}}</ref> yang menggunakan lima transistor yang dimuat pada sebuah substrat dalam susunan [[amplifier]] 2-tahap. Jacobi mengemukakan [[alat bantu pendengaran]] sebagai contoh tipikal aplikasi industri dari hak paten tersebut. Tetapi, tidak ada kabar mengenai pemakaian hak paten ini secara komersial.
Gagasan sirkuit terpadu dipikirkan oleh seorang ilmuwan radar yang bekerja untuk [[Royal Radar Establishment]] di [[Ministry of Defence (United Kingdom)|Ministry of Defence]], [[Geoffrey Dummer|Geoffrey W.A. Dummer]] (1909–2002). Dummer mencetuskan gagasannya di depan publik pada the Symposium on Progress in Quality Electronic Components di [[Washington, D.C.|Washington, D.C.]] pada 7 Mei 1952.<ref>[http://www.epn-online.com/page/22909/the-hapless-tale-of-geoffrey-dummer-this-is-the-sad-.html "The Hapless Tale of Geoffrey Dummer"] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20121025045943/http://www.epn-online.com/page/22909/the-hapless-tale-of-geoffrey-dummer-this-is-the-sad-.html |date=2012-10-25 }}, (n.d.), (HTML), ''Electronic Product News'', accessed 8 July 2008.</ref> Ia mencetuskan idenya di beberapa simposium lainnya, dan berusaha untuk membuat rangkaian seperti itu pada 1956, tetapi tanpa keberhasilan.
Gagasan pendahulu dari sirkuit terpadu yaitu membuat kotak persegi kecil dari keramik (''wafers''), dan setiap persegi memuat satu miniatur komponen. Komponen tersebut kemudian disatukan dan dihubungkan dengan kabel untuk membentuk kisi 2 atau 3 dimensi. Gagasan ini terlihat meyakinkan, dan pada tahun 1957 diajukan kepada US Army oleh [[Jack Kilby]], yang menghasilkan proyek Micromodule Program (sama dengan 1951's [[Project Tinkertoy]]) yang berumur pendek.<ref>George Rostky, (n. d.), [http://www.eetimes.com/special/special_issues/millennium/milestones/kilby.html "Micromodules: the ultimate package"], (HTML), ''EE Times'', accessed 8 July 2008.</ref> Tetapi, seiring berjalannya proyek ini, Kilby memikirkan sebuah gagasan lain yang sekarang dikenal sebagai rangkaian terpadu (''integrated circuit'').
[[Robert Noyce]] mengakui peranan [[Kurt Lehovec]] yang bekerja di [[Sprague Electric]], dalam artikel "Microelectronics" yang ditulisnya pada ''[[Scientific American]]'', September 1977, Volume 23, Number 3, pp. 63–9, untuk ''prinsip isolasi [[sambungan p-n]]'', yang disebabkan oleh sambungan p-n yang di-bias (diode), sebagai komponen dasar sirkuit terpadu.<ref>Hak paten milik Kurt Lehovec mengenai isolasi sambungan p-n: {{US patent|3029366}} disetujui pada 10 April 1962 (tanggal diajukannya adalah 22 April 1959).</ref>
Kilby yang baru dipekerjakan oleh [[Texas Instruments]] menuliskan idenya tentang sirkuit terpadu pada Juli 1958, dan kemudian sukses membuat sebuah sirkuit terpadu yang dapat bekerja pada 12 September 1958.<ref name="TIJackBuilt">[http://www.ti.com/corp/docs/kilbyctr/jackbuilt.shtml ''The Chip that Jack Built''], (c. 2008), (HTML), Texas Instruments, Retrieved 29 May 2008.</ref> Dalam aplikasi patennya pada 6 Februari 1959, Kilby mendeskripsikan perangkat barunya sebagai “tubuh dari bahan semikonduktor ... di mana semua komponen sirkuit elektronik terpadukan sepenuhnya.”<ref>Winston, Brian. [http://books.google.com/books?id=gfeCXlElJTwC&pg=RA2-PA221&dq=%22wherein+all+the+components+of+the+electronic+circuit%22&lr=&client=firefox#v=onepage&q=%22wherein%20all%20the%20components%20of%20the%20electronic%20circuit%22&f=false ''Media technology and society: a history: from the telegraph to the Internet''], (1998), Routeledge, London, ISBN 0-415-14230-X ISBN 978-0-415-14230-4, p. 221</ref> Penemuan baru ini pertama kali digunakan oleh [[US Air Force]].<ref>http://www.ti.com/corp/docs/company/history/timeline/defense/1960/docs/61-first_ic.htm</ref>
Kilby dihargai Nobel Prize pada tahun 2000 di bidang Fisika untuk peranannya dalam penemuan sirkuit terpadu.<ref>Nobel Web AB, (10 October 2000),([http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2000/press.html ''The Nobel Prize in Physics 2000''], Retrieved 29 May 2008</ref> Karya Kilby diberi nama [[IEEE Milestone]] pada tahun 2009.<ref>{{cite web |url=http://www.ieeeghn.org/wiki/index.php/Milestones:First_Semiconductor_Integrated_Circuit_%28IC%29,_1958 |title=Milestones:First Semiconductor Integrated Circuit (IC), 1958 |work=IEEE Global History Network |publisher=IEEE |accessdate=3 August 2011}}</ref>
Noyce juga memikirkan ide mengenai sirkuit terpadu setengah tahun lambat setelah Kilby. Chip yang dibuatnya dapat menangani beberapa masalah praktikal yang tidak dapat ditangani oleh chip oleh Kilby. Chip oleh Noyce dibuat di [[Fairchild Semiconductor]], menggunakan material [[silikon]], sedangkan chip oleh Kilby menggunakan material [[germanium]].
[[Fairchild Semiconductor]] juga adalah asal teknologi sirkuit terpadu menggunakan silikon dengan [[self-aligned gate]], yang merupakan dasar dari teknologi CMOS yang digunakan di hampir semua chip komputer saat ini. Tekhnologi [[self-aligned gate]] ini dikembangkan oleh fisikawan Italia [[Federico Faggin]] pada tahun 1968. Ia kemudian pindah ke Intel untuk mengembangkan Central Processing Unit (CPU) pertama dalam sebuah chip ([[Intel 4004]]), yang kemudian membawanya pada penghargaan [[National Medal of Technology and Innovation]] pada tahun 2010.
== Generasi/pengelompokan ==
Pada mulanya sirkuit terpadu hanya dapat memuat beberapa transistor dalam sebuah chip, akibat ukuran transistor yang besar dan produksinya yang belum efisien. Karena jumlah transistor yang sedikit ini, proses mendesain sirkuit terpadu tergolong mudah. Seiring berkembangnya teknologi ini, jutaan, bahkan baru-baru ini miliaran<ref>Peter Clarke, ''Intel enters billion-transistor processor era'', [http://www.eetimes.com/news/latest/showArticle.jhtml?articleID=172301051 EE Times, 14 October 2005] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20130510121557/http://www.eetimes.com/news/latest/showArticle.jhtml?articleID=172301051 |date=2013-05-10 }}</ref> of transistor dapat dimuat dalam sebuah chip, dan dibutuhkan perencanaan yang baik untuk membuat desain yang baik. Saat ini, desain sirkuit terpadu dilaksanakan dengan bantuan software yang disebut [[CAD tools]].
=== SSI, MSI, dan LSI {{Anchor|SSI, MSI and LSI|SSI|MSI|LSI}} ===
Sirkuit terpadu awal hanya memuat beberapa transistor dan digolongkan sebagai "'''small-scale integration'''" ('''SSI'''), yaitu sirkuit digital yang memuat beberapa puluh transistor atau beberapa logic gate. Contoh SSI yaitu linear IC seperti [[Plessey]] SL201 atau [[Philips]] TAA320 yang hanya memiliki dua transistor. Istilah Large Scale Integration pertama kali digunakan oleh ilmuwan [[IBM]], [[Rolf Landauer]] saat menjelaskan konsep{{Citation needed|date=March 2011}}, yang selanjutnya melahirkan istilah SSI, MSI, VLSI, dan ULSI.
SSI digunakan pada proyek-proyek awal [[kedirgantaraan]], dan mendorong perkembangan teknologi sirkuit terpadu sebagaimana teknologi-teknologi lainnya. [[Minuteman missile]] dan [[Apollo program]] menggunakan konputer digital yang ringan untuk system inertial guidance-nya; [[Apollo guidance computer]] mendorong kemajuan teknologi sirkuit terpadu hingga dapat diproduksi secara massal.<ref>{{cite book|title= Digital Apollo: Human and Machine in Spaceflight|last= Mindell|first= David A.|year=2008|publisher= The MIT Press|isbn=978-0-262-13497-2}}</ref> Program misail Minuteman dan banyak program Navy lainnya adalah pasar bagi sirkuit terpadu yang bernilai sebesar $4 miliar pada tahun 1962, dan pada tahun 1968, budget pemerintah A.S. merupakan 37% dari total produksi sebesar $312 million. Budget dari pemerintah A.S. ini mendorong teknologi baru ini hingga biaya produksi turun hingga dapat diaplikasikan dalam industri dan kemudian konsumen. Harga rata-rata sebuah chip turun dari $50.00 pada 1962 menjadi $2.33 pada 1968.<ref>Ginzberg, E., Kuhn, J.W., Schnee, J., & Yavitz, B. (1975). Economic Impact of Large Public Programs: The NASA Experience. (pp. 57–60). Salt Lake City, U.S.: Olympus Publishing Company. ISBN 0-913420-68-9</ref> Sirukuit terpadu mulai muncul pada produk konsumen di akhir dekade, dan aplikasi tipikalnya yaitu [[Frequency modulation|FM]] inter-carrier sound processing pada penerima signal di televisi.
SSI Sirkuit terpadu berkembang menjadi "'''medium-scale integration'''" (MSI) pada akhir tahun 1960an, ditandai dengan munculnya chip yang memuat beberapa ratus transistor. MSI memiliki keuntungan ekonomis karena walaupun harganya lebih mahal sedikit dibandingkan SSI, MSI memungkinkan sistem yang lebih kompleks diwujudkan dalam sebuah chip dan menghasilkan lebih sedikit komponen untuk dirakit pada circuit board.
Pada pertengahan tahun 1970an, "'''large-scale integration'''" ('''LSI'''), yaitu sirkuit terpadu dengan beberapa puluh ribu transistor per chip berhasil diwujudkan. Sirkuit terpadu seperti 1K-bit RAM, chip untuk kalkulator, dan mikroprocesor awal, yang diproduksi pada awal tahun 1970an, mempunyai sekitar 4000 transistor. LSI dengan kurang lebih 10,000 transistor diproduksi sekitar tahun 1974 untuk main memory pada komputer dan mikroprocesor generasi kedua.
=== VLSI ===
{{Main|Very-large-scale integration}}
[[Berkas:80486DX2 200x.png|ka|jmpl|Lapisan interkoneksi atas pada mikroprosesor [[Intel 80486]]DX2 mati]]
Sejak tahun 1980an hingga saat ini, "very large-scale integration" ([[VLSI]]) telah diproduksi untuk banyak aplikasi. Pada awal tahun 1980an, jumlah transistor dalam sebuah chip berkisar beberapa ratus transistor dan mencapai beberapa miliar transistors pada tahun 2009.
Beragam teknologi dibutuhkan untuk meningkatkan densitas sirkuit terpadu. Produsen beralih pada proses teknologi yang lebih kecil untuk memuat lebih banyak transistor dalam sebuah chip [[hukum Moore]]. Rangkuman dan prediksi mengenai proses teknologi sirkuit terpadu dituangkan dalam [[International Technology Roadmap for Semiconductors]] (ITRS). [[Electronic Design Automation|Design tools]] telah memudahkan automasi bagi desain sirkuit terpadu. Akibat membengkaknya konsumsi daya seiring naiknya densitas sirkuit terpadu, teknologi [[CMOS]], yang memiliki disipasi daya yang lebih rendah, digunakan untuk menggantikan teknologi [[NMOS logic|NMOS]] dan [[PMOS logic|PMOS]].
== Contoh ==
* [[Pewaktu 555]]
* IC [[seri 7400]]
* [[Intel 4004]]
* [[Intel seri x86]]
== Lihat pula ==
* [[Kelangkaan sirkuit terpadu]]
== Referensi ==
{{
[[Kategori:Sirkuit terpadu| ]]
[[Kategori:Sirkuit elektronik]]
[[Kategori:
| |||