Définition des circuits intégrés
Circuit , d’origine latine circuitus , est un concept qui a plusieurs usages et significations. Ce terme permet de désigner l’itinéraire dans une courbe fermée, l’itinéraire qui se termine au point de départ ou le terrain situé dans un périmètre.
Intégré , en revanche, vient du verbe intégrer (compléter un tout avec les parties manquantes, faire quelque chose qui fait partie d’un tout, constituer un tout).
Dans l’électronique , un circuit intégré est une combinaison d’éléments d’un circuit qui sont miniaturisés et font partie de la même puce ou du même support . Cette notion est donc également utilisée comme synonyme de chip ou microchip .
Le circuit intégré est constitué d’un matériau semi-conducteur , sur lequel les circuits électroniques sont fabriqués par photolithographie. Ces circuits, qui occupent quelques millimètres, sont protégés par une encapsulation avec des conducteurs métalliques qui permettent d’établir la connexion entre cette tablette de matériau semi-conducteur et le circuit imprimé.
Il existe plusieurs types de circuits intégrés. Les microprocesseurs , qui sont utilisés pour contrôler des ordinateurs à des téléphones mobiles et des appareils ménagers , figurent parmi les plus avancés et les plus populaires.
Les circuits intégrés peuvent être classés de différentes façons. On peut parler de circuits monolithiques (constitués d’un monocristal unique, généralement du silicium), les circuits hybrides à couche mince (avec des composants dépassant la technologie monolithique) et les circuits hybrides à couche épaisse (sans capsules, avec des résistances déposées par sérigraphie et découpe laser).
Une autre classification est faite en fonction du nombre de composantes et du niveau de synthèse. Les circuits intégrés, dans ce cas, sont connus par leur acronyme : SSI ( Small Scale Integration ), MSI ( Medium Scale Integration ), etc.
Histoire du circuit intégré
De nombreux dispositifs microélectroniques qui interagissent, en particulier les transistors et les diodes, sans négliger les composants passifs tels que les condensateurs et les résistances, tirent parti de la technologie des circuits intégrés, dont l’histoire remonte à la fin des années 1950, lorsqu’un ingénieur du nom de Jack St. Clair Kilby a mis au point le premier prototype pour la société Texas Instruments.
Jusqu’alors, les équipements électroniques étaient constitués de tubes à vide (également appelés valves électroniques ou thermoniques, entre autres noms), un composant utilisé pour commuter, modifier ou amplifier un signal électrique en contrôlant le mouvement des électrons à l’aide de certains gaz ou dans un espace à très basse pression. Cependant, grâce au travail de Kilby, les composants actifs et passifs ont commencé à être placés sur la même surface métallique dont les dimensions étaient des dizaines de fois plus petites que celles d’un simple tube à vide.
Le premier circuit intégré développé par Kilby était réalisé sur une tablette carrée en germanium ; chaque face mesurait 6 millimètres et était composée de un condensateur, trois résistances et un transistor . Les débuts ont été un succès, ce qui a permis à cet ingénieur révolutionnaire de poursuivre ses recherches et d’améliorer son invention. Il convient de mentionner que le nom «chip» dérive du terme anglais du même nom utilisé pour désigner les puces, entre autres choses.
Mais le passage des tubes à vide aux semi-conducteurs n’est pas le fruit du hasard, mais a été soutenu par une série d’expériences qui ont démontré l’utilité de ces derniers pour remplacer les premiers en termes de fonctionnalité, en occupant une fraction de leur taille. Cette grande avancée, qui fait paraître absurde la réalité précédente, s’est renforcée en peu de temps, grâce au fait que les circuits intégrés ont commencé à être produits en masse et que le monde a pu constater qu’en plus de leur avantage évident sur les valves, ils étaient fiables et faciles à complexifier.
Aujourd’hui, on retrouve cette technologie dans les microprocesseurs d’appareils aussi divers que les ordinateurs et les téléphones portables, mais aussi dans les mémoires numériques, qui utilisent une puce au lieu de pièces mécaniques.
