Caractéristiques des circuits intégrés

Le circuit intégré (CI) est l'une des créations les plus complexes. Petits carrés de silicium gravés de motifs microscopiques contenant des centaines de millions de transistors, résistances et composants. Peu coûteux, omniprésents : PC, téléphones, lecteurs MP3, fours, voitures. Les concepteurs intègrent toujours plus de fonctions dans des boîtiers toujours plus petits.

Matériaux

Semi-conducteurs (entre conducteurs comme le cuivre et isolants comme le plastique). Silicium favori. Silicium ultra-pur dopé avec précision pour créer matériaux aux propriétés électroniques variées.

Boîtier

La puce est trop petite et fragile pour manipulation directe. Chaque puce est reliée à de fins fils (or/aluminium) et encapsulée dans un bloc plat plastique ou céramique. Broches métalliques à l'extérieur connectées aux fils internes : liaison mécanique/électrique solide. Le bloc protège et dissipe la chaleur. Marque et référence gravées sur le dessus.

Types de boîtiers variés. Simples : DIP (double en ligne), rectangles longs avec 4, 7, 8+ broches par côté. Complexes : microprocesseurs à centaines de broches en rangées sous le boîtier.

Taille

Puce : 1 mm² à +200 mm². Boîtier : quelques fois plus grand. Épaisseur : fraction de mm à quelques mm.

Densité

2009 : transistors 45 nm sur certains processeurs, +100 millions de transistors. Depuis les années 60 : doublement tous les 2 ans (Loi de Moore). Plus de transistors = plus de fonctionnalités.

Intégration

Composants discrets (transistors, LED) = une puce par fonction. CI = multiples fonctions sur une même puce. Transistors microscopiques : sous-fonctions jadis sur plusieurs puces maintenant sur une seule. Ex. : microcontrôleur = microprocesseur complet + mémoire + interfaces en un seul composant.