사이언스올

통합검색

찾기

집적회로(integrated circuit)

작성일 2010-08-23

하나의 반도체의 기판(基板) 위에 각각의 회로소자가 분리되지 않은 고밀도(高密度)의 상태로 집적된 전자회로. IC라고 약칭한다.

〔종류〕집적회로는 전자회로의 중심을 이루는 것으로, 부품과 회로의 중간에 위치한다.

형태적으로는 부품 또는 소자이지만, 기능적으로는 많은 소자로 구성된 회로이다.

따라서 집적회로는 기능소자(機能素子)이다.

① 구조에 따른 분류 ㉠ 막집적회로(膜集積回路)와 반도체(半導體)집적회로 : 절연물의 기판 위에 도체·저항체·유전체 등을 막 모양으로 형성해 소자를 만들어 상호 배선(配線)한 것이 막집적회로인데, 진공중착 등으로 만드는 박막(薄膜)을 주체로 한 박막집적회로와, 인쇄기술을 이용해 페이스트모양의 물질을 부착시켜 만드는 후막(厚膜)집적회로가 있다.

막집적회로는 집적도(集積度)는 낮지만 비교적 대전력(大電力)을 취급하는 저항이나 축전기를 만드는 데 적합하며, 소량다품종 생산에서도 비교적 경제적이다.

반도체 집적회로는 실리콘 등의 단결정(單結晶) 반도체의 기판 위에 p형 영역과 n형 영역을 선택적으로 여러 층 형성해 다이오드·트랜지스터·저항·축전기 등의 소자를 구성하고, 알루미늄 등 금속의 증착에 의해 상호 배선한 집적회로이다.

반도체 집적회로는 집적회로의 주축을 이루고 있다.

막집적회로와 개별의 반도체소자 또는 반도체 집적회로를 조합시킨 것을 혼성(混成)집적회로라고 하는데, 대전력회로·고정밀도회로·초고주파회로의 실현에 사용된다.

㉡ 바이폴러(bipolar) 집적회로와 MOS(metal oxide semiconductor) 집적회로 : 바이폴러 집적회로는 pn 접합부의 현상을 이용한 접적회로이고, MOS 집적회로는 전기장효과를 이용하는 집적회로이다.

특히 MOS 집적회로는 1965년에 등장한 이래 소전력(小電力) 동작이 가능한 특징을 살려 고집적화·대규모화를 실현했다.

② 규모에 따른 분류 : 집적도가 높은 반도체 집적회로에서는 속에 포함되는 다이오드·트랜지스터 등의 소자의 수에 따라 MSI(medium scale integration ; 중밀도 집적회로)·LSI(large scale integration ; 고밀도 집적회로)·VLSI(very large scale integration ; 초고밀도 집적회로) 등으로 나뉘는데, 일반적으로 단순히 집적회로라고 하면 MSI를 가리킨다.

일반적으로 이 분류의 경계가 되는 소자의 수는 각각 개, 개 정도이다.

③ 용도 등에 따른 분류 : 비교적 일반적인 것을 열거하면, 연속적인 양을 다루는 아날로그 집적회로, 수에 대응한 이산(離散)값의 신호를 다루는 디지틀 집적회로, 연산(演算)을 실시하는 연산집적회로, 정보를 기억하는 메모리 집적회로 등이 있다.

특히 메모리 집적회로에는 기억내용의 변경이 자유로운 RAM(random access memory)과 기억내용의 변경이 불가능한 ROM(read only memory)이 있다.

〔발전〕암호통신·자동화·정보처리 등의 복잡한 기능을 전자회로로 실현하려면, 필연적으로 회로가 복잡해지고 그에 따라 대형화·대전력화할 뿐만 아니라, 사용하는 소자의 수가 증가함에 따라 장치로서의 신뢰도가 저하된다.

보통의 설계로는 회로 속의 어떤 소자가 고장나면 바른 기능을 얻을 수 없고, 따라서 소자의 수가 많을수록 장치의 고장률이 높아지기 때문이다.

또한 정보기기의 능력은 회로의 동작속도에 비례하는 것이 일반적이지만, 기기가 대형화되면 신호의 전파시간 등의 제약으로 고속화할 수 없고 능력면에서도 불리해진다.

이로 인해 회로의 소형화와 신뢰도 향상이 요청됨으로써 각종의 미소회로화(微小回路化)가 진행되어 집적회로가 등장하게 되었다.

그 중에서도 집적도를 높게 할 수 있는 반도체 집적회로는 이 목적에 가장 적합하므로 오늘날 주축이 되고 있다.

고밀도화할 때는 사진의 기술을 응용한 작게 만드는 기술, 컴퓨터와 인간의 공동 작업으로 복잡한 회로를 정확하게 설계하는 기술, 양품률(良品率)을 높이기 위한 제조환경의 제어기술, 제품의 양부(良否)를 판정하는 기술 등이 중요한데, 이러한 종합적 기술력이 없으면 집적회로 산업은 발전할 수 없다.

집적회로가 등장한 후 일상 생활에도 커다란 변화가 일어났다.

시계는 정기적으로 태엽을 감는 방식의 것에서 몇 년마다 한번 전지를 교환하는 것만으로 거의 고장이 없는 것으로 바뀌었으며, 기호에 따라 지침형(아날로그 표시)과 문자표시형(디지틀 표시)을 선택할 수 있게 되었다.

이것은 수정진동자(水晶振動子)를 삽입한 집적회로나 문자 표시용 집적회로가 실현되고 나서 비로소 가능하게 된 것이다.

장난감에도 LSI를 삽입하는 고기능의 놀이기구가 나와 있고, ROM에 음성신호를 기억시킨 말하는 기계도 등장했다.

수판보다 탁상용 전자계산기가 일반화되고 있으며, 명함 크기만한 것도 있다.

앞으로는 가정용 텔레비전의 화면에 간단한 조작을 가함으로써 필요한 각종 정보, 예컨대 일기예보, 열차좌석의 유무, 시장의 물가동향 등 시시각각으로 변하는 정보를 집적회로가 담당하게 될 것이다.

현재 사무실 등에서 추진되고 있는 사무자동화(office automation ; OA)는 회사내의 일의 흐름을 대폭적으로 바꿔놓고 있는데, 이러한 현상이 가정에까지 미치면 셀러리맨은 가정의 단말기를 통한 재택(在宅) 근무로 회사 일을 처리하게 될지도 모른다.

또한 가정의 홈 일렉트로닉스화가 진행되면, 집에 사람이 없을 경우에도 식사의 준비 또는 실내온도 조절 등을 미리 제어하는 것도 가능해진다.



공공누리 공공저작물 자유이용허락 출처표시, 상업용금지

본 저작물은 공공누리  출처표시+상업적 이용금지 에 따라 이용할 수 있습니다.

통합검색으로 더 많은 자료를 찾아보세요! 사이언스올(www.scienceall.com)과학백과사전
The Science Times
과학문화바우처
사이언스 프렌즈
STEAM 융합교육
CreZone 크레존
문화포털
과학누리
교육기부
EDISON
과학기술인재 진로지원센터