Circuito integrato

Circuito integrato Piccolo dispositivo elettronico in grado di svolgere funzioni di una certa complessità quali, ad esempio, l'amplificazione e il filtraggio, spesso collegato ad altri componenti in modo da formare sistemi più complessi. Un circuito integrato (Integrated Circuit, IC) non è costituito da elementi distinti connessi tra loro, ma è un dispositivo unico e indivisibile, nel quale i vari componenti (transistor, diodi, resistenze, capacità, etc.) sono realizzati in dimensioni microscopiche, impiantando atomi di sostanze opportune in una piccola lastrina tagliata da un monocristallo di silicio o di altro materiale semiconduttore (molto diffuso è anche l'arseniuro di gallio).

L'impianto di atomi avviene con procedimenti chimici e ottici. Su una lastrina circolare di silicio di pochi centimetri di diametro vengono realizzati contemporaneamente centinaia di integrati identici; la lastrina viene poi segata per separare i circuiti, detti 'chip'. In ciascuno di questi quadratini, il cui lato è una frazione di centimetro, può essere concentrato l'equivalente di alcune migliaia di componenti (grande scala di integrazione, Large Scale Integration, LSI); con processi di integrazione più sofisticati è possibile addirittura produrre chip contenenti l'equivalente di alcuni milioni di componenti (Very Large Scale Integration, VLSI). I collegamenti tra componenti sono realizzati in parte all'interno della piastrina di silicio, in parte stendendo sulla sua superficie sottilissimi strati di metallo o di semiconduttore, separati da strati isolanti altrettanto sottili. Per ottenere i corretti collegamenti, il percorso dell'isolante viene fissato con tecniche di fotoincisione. Ogni chip viene infine sigillato in un contenitore da cui sporgono i terminali per l'inserimento nei circuiti stampati.

Negli ultimi anni la complessità funzionale degli IC è costantemente cresciuta, e il costo, a parità di funzione, è progressivamente diminuito. Ciò ha prodotto cambiamenti rivoluzionari negli apparati elettronici: si è avuta una grande crescita delle capacità operative, dell'affidabilità e della semplicità di utilizzo, congiunte a una netta riduzione delle dimensioni, del peso e dei consumi di energia. Ne ha molto beneficiato, tra l'altro, la tecnologia dei computer. Oggi le funzioni logiche e aritmetiche di un piccolo computer possono essere svolte da un singolo integrato a VLSI, comunemente chiamato microprocessore, mentre le funzioni complete, di logica, aritmetica e memorizzazione, di un computer abbastanza potente possono essere riunite su una singola scheda a circuito stampato, se non addirittura in un unico integrato; è con questo metodo appunto che vengono realizzati i dispositivi comunemente chiamati microcomputer.

Nell'elettronica di consumo, i circuiti integrati hanno reso possibile lo sviluppo di una grande varietà di nuovi prodotti, quali macchine calcolatrici, personal computer, orologi digitali e videogiochi. Gli integrati sono stati usati anche per migliorare le prestazioni o ridurre i costi di un gran numero di prodotti già esistenti, quali elettrodomestici, televisori, radio e impianti audio ad alta fedeltà. Sono pure un elemento essenziale della tecnologia applicata all'industria, alla medicina, al controllo del traffico stradale e aereo, al monitoraggio ambientale e alle telecomunicazioni.