Pengertian Mengenai Sirkuit Terpadu

Dipublikasikan oleh Jovita Aurelia Sugihardja

04 Maret 2024, 08.14

Sumber: Wikipedia

Sirkuit terpadu atau sirkuit terpadu (dalam bahasa Inggris: chip, sirkuit terpadu, IC) adalah suatu unit dasar yang terdiri dari resistor, transistor, dll. IC merupakan komponen yang digunakan sebagai otak dari perangkat elektronik.IC yang paling kompleks dalam sebuah komputer disebut mikroprosesor. Mikroprosesor Intel Pentium 4 (diproduksi antara tahun 2000 dan 2008) dengan frekuensi hingga 3,8 GHz memiliki hingga 125 juta transistor, tidak termasuk komponen lainnya. Prosesor Intel Core (diproduksi sejak 2006) dengan frekuensi hingga 5 GHz memiliki hingga 2 * 10^9 transistor, tidak termasuk komponen lainnya.

Sirkuit terintegrasi dimungkinkan oleh teknologi perangkat semikonduktor pada pertengahan abad ke-20. Temuan produksi dan eksperimental menunjukkan bahwa perangkat semikonduktor dapat menjalankan fungsi seperti tabung vakum. Menempatkan beberapa transistor kecil pada sebuah chip kecil merupakan kemajuan besar dibandingkan rakitan tabung vakum seukuran jari. Ukuran IC yang kecil, keandalan, kecepatan transfer, konsumsi daya yang rendah, produksi massal, dan kemudahan penambahan dimensi membuat tabung vakum dengan cepat menjadi usang. Radio, televisi, komputer, telepon seluler, dan perangkat digital lainnya merupakan bagian integral dari dunia modern. Misalnya, sistem transportasi, Internet, dll. bergantung pada masa pakai perangkat ini. Banyak ahli menganggap revolusi digital yang disebabkan oleh integrasi sebagai salah satu peristiwa terpenting dalam sejarah umat manusia. Komponennya mulai dari seukuran tutup pensil hingga seukuran ibu jari, dapat diisi ulang hingga 250 kali, dan digunakan dalam elektronik. 
Perangkat seperti: 

  • telepon
  • komputer
  • ponsel
  • radio
  • invensi

Sirkuit terpadu pertama kali ditemukan pada tahun 1949 oleh insinyur Jerman Werner Jacobi (Siemens AG)  di Mesin Wayback, Oktober 2012. Perangkat tersebut dimulai saat diarsipkan pada 11. mengajukan paten untuk perangkat penguat semikonduktor dengan struktur yang mirip dengan struktur sirkuit terpadu   di mana lima transistor dipasang pada substrat dalam rakitan penguat dua 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, 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. pada 7 Mei 1952. 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. 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.

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.  Dalam aplikasi patennya pada 6 Februari 1959, Kilby mendeskripsikan perangkat barunya sebagai “tubuh dari bahan semikonduktor ... di mana semua komponen sirkuit elektronik terpadukan sepenuhnya.” Penemuan baru ini pertama kali digunakan oleh US Air Force. 

Kilby dihargai Nobel Prize pada tahun 2000 di bidang Fisika untuk peranannya dalam penemuan sirkuit terpadu. Karya Kilby diberi nama IEEE Milestone pada tahun 2009.

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. Dia kemudian pindah ke Intel, tempat dia mengembangkan unit pemrosesan utama (CPU) pertama pada sebuah chip (Intel 4004), dan dia dianugerahi Medali Nasional Teknologi dan Inovasi pada tahun 2010.

Generasi/Pengelompokan
Diperkenalkan pertama kali karena untuk ukuran. transistor dan inefisiensi manufaktur, hanya ada beberapa transistor dalam rangkaian pada sebuah chip. Karena jumlah transistornya sedikit, proses desain sirkuit terpadu menjadi sederhana. Seiring kemajuan teknologi, jutaan dan baru-baru ini miliaran transistor dapat dirakit dalam sebuah chip, sehingga menciptakan desain yang terencana dengan baik. Saat ini, desain sirkuit terpadu dilakukan dengan bantuan perangkat lunak yang disebut alat CAD.

SSI, MSI, dan LSI
Sirkuit terintegrasi sebelumnya hanya memiliki beberapa transistor yang dipilih sebagai "input skala kecil" (SSI). Rangkaian digital terdiri dari beberapa transistor atau gerbang logika. Contoh SSI adalah IC linier 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[butuh rujukan], 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 komputer digital yang ringan untuk system inertial guidance-nya; Apollo guidance computer mendorong kemajuan teknologi sirkuit terpadu hingga dapat diproduksi secara massal. 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. Sirkuit terpadu mulai muncul pada produk konsumen di akhir dekade, dan aplikasi tipikalnya yaitu FM inter-carrier sound processing pada penerima sinyal 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.

Disadur dari : https://id.wikipedia.org/wiki/Sirkuit_terpadu