Ein integrierter Schaltkreis (IC) ist ein Siliziumchip, in den elektrische Schaltkreise und Transistoren eingebettet sind. Ein typischer IC enthält Millionen von mikroskopisch kleinen Transistoren pro Quadratmillimeter, und die Anzahl der Schaltkreise, die diese Chips aufnehmen können, nimmt jedes Jahr exponentiell zu. Integrierte Schaltungen haben traditionelle Transistoren und Vakuumröhrentechnologien ersetzt, was die Größe vieler elektrischer Geräte stark reduziert hat. IC-Chips können auch als Mikrochips, Halbleiter oder Siliziumchips bezeichnet werden.
Ein IC wird mit einem Splitter aus reinem Silizium als Basis hergestellt. Dieser Siliziumsplitter oder Chip wird in einem als Photolithographie bekannten Verfahren mit Aluminium beschichtet. Bei diesem Prozess wird ein Muster von Transistoren in das Silizium geätzt, wodurch das Muster zu einem dauerhaften Bestandteil des Siliziumchips wird. Diese Transistormuster werden von Software- und Elektronikherstellern entwickelt und sind oft proprietär. Die Variationen im Muster können beeinflussen, wie die Schaltung funktioniert und für welche Anwendungen sie verwendet werden kann.
Sobald ein IC-Chip fertig ist, kann er in einer Vielzahl von elektrischen Anwendungen verwendet werden. Nahezu jedes elektronische Bauteil auf der Welt enthält heute einen oder mehrere integrierte Schaltkreise. Diese Chips finden sich in Computern, Telefonen, Fahrzeugen, Maschinen und medizinischen Geräten. Sie werden in allem eingesetzt, von einfachen Haushaltsgeräten bis hin zu komplexen Luftfahrtgeräten.
Integrierte Schaltungen können entweder digital oder analog sein, und einige können sogar beide dieser Technologien enthalten. Digitale IC-Chips arbeiten in einem binären System mit Kombinationen aus Nullen und Einsen. Sie finden sich vor allem in Mikroprozessoren, Computern und Steuergeräten. Analoge IC-Einheiten verwenden kontinuierliche Signale, um elektrische Ströme zu übertragen. Analoge Chips sind in vielen Sensoren, Netzteilen und Verstärkersystemen zu finden.
Über ihre unendlich kleine Größe hinaus bieten integrierte Schaltkreise eine Reihe zusätzlicher Vorteile gegenüber Transistor- und Vakuumtechnologien. Ihre Größe ermöglicht es ihnen, komplexe elektrische Signale auf kleinstem Raum zu übertragen, was zu kleineren Mobiltelefonen, Computern, Autos und anderen elektrischen Geräten führt. Mit der Verbesserung der IC-Technologie können wir davon ausgehen, dass diese Geräte noch kompakter werden.
Ihre geringe Größe hilft auch, elektrische Signale sehr schnell zu übertragen. Da ein Strom innerhalb einer integrierten Schaltung nur eine geringe Strecke zurücklegen muss, werden Signale sehr schnell übertragen, was die Verarbeitungszeiten verkürzt. Diese kurze Bearbeitungszeit und der kurze Weg tragen auch zur Verbesserung der Gesamteffizienz bei, was zu einem geringeren Stromverbrauch führt. Dies führt nicht nur zu einer verbesserten Produktivität für die Benutzer, sondern reduziert auch die Energiekosten und trägt dazu bei, die Umweltauswirkungen der Energieerzeugung zu minimieren.