டிஜிட்டல் கில்லாடி ஆகலாம்-9: மணல் கொண்டு தயாரிக்கப்படும் சாதனம்!

பாலாஜி

டிரான்சிஸ்டர்களின் அளவு சிறியதானதும் பொறியாளர்கள் அதிக எண்ணிக்கையில் மின்னணு சாதனங்களை வடிவமைக்க ஆரம்பித்தார்கள். அதே போல அச்சிடப்பட்ட காப்பர் போர்டு (PCB) உபயோகத்திற்கு வந்த பிறகு, மின்னணு சாதனங்களின் உற்பத்தி அதிகமானது. இதன் தொடர்ச்சியாக ’டெக்ஸாஸ் இன்ஸ்ட்ருமெண்ட்ஸ்’ (Texas Instruments) என்ற அமெரிக்க நிறுவனத்தில் பணிபுரிந்த ஜாக் கில்பே 1958-ல் ஒரு முறையைக் கண்டுபிடித்தார்.

எப்படி சிலிகான் உலோகத்தில் ஒரு டிரான்சிஸ்டரை உருவாக்கினார்களோ, அதே போல இரண்டு டிரான்சிஸ்டர்கள் கொண்ட ஒரு சர்க்யூட்டை சிலிகான் உலோகத்தில் அச்சிட்டார். இதற்கு ஐசி எனப்படும் ஒருங்கிணைந்த இணைப்பு (Integrated Circuit) என்று பெயரிடப்பட்டது.

அதே ஆண்டு பலர் இந்த முயற்சியில் ஈடுபட்டனர். ஆகையால் ஒருங்கிணைந்த இணைப்பை கில்பே மட்டுமின்றி லெஹோவெக், நொய்ஸ் மற்றும் ஹொர்னி ஆகிய நால்வர் கண்டுபிடித்ததாக அமெரிக்கப் பத்திரிக்கைகள் 1960-ல் செய்தி வெளியிட்டன.

பின்னர் அதன் முன்னோடியான கில்பேக்கு 2000-ஆம் ஆண்டு ஐசி கண்டுபிடித்ததற்காக நோபல் பரிசு வழங்கப்பட்டது. சிலிகான் உலோகத்தில் அச்சிடப்பட்ட சர்க்கியூட்டின் அளவு சிறியதாக இருந்ததால், அதை உபயோகிப்பது கடினமாக இருந்தது.

ஒரு சிறிய அடித்தளத்தில் (Base) வைத்து அதன் உள்ளீடு, வெளியீடு மற்றும் பவர் சப்ளை பின்களை வெளியில் எடுத்து பயன்படுத்த வேண்டி இருந்தது. இவ்வாறு சிலிகானில் அச்சிடப்பட்ட சர்க்யூட்டை ஒரு அடித்தளத்தில் (Base) வைத்து மூடித் தருவதற்கு தொகுப்பு அல்லது பேக்கேஜிங் (Packaging) என்று பெயர்.

ஆரம்பகாலத்தில் 2 டிரான்சிஸ்டர்களை சிலிகானில் அச்சிட்டார்கள். பின்னர் அதுவே 10, 20, 100, 1000 என்று அதிகரித்தது. ஒருங்கிணைந்த இணைப்புகளை எப்படி உருவாக்குகிறார்கள் என்று இப்பொழுது பார்க்கலாம். முதலில் கடற்கரை மணலை 40000C முதல் 50000C வரை வெப்பத்தில் சூடாக்கி அதிலிருந்து சுத்தமான சிலிகான் உலோகத்தைப் பிரித்தெடுக்கிறார்கள்.

இன்காட் (Ingot) என்று இது அழைக்கப்படுகிறது. இது நடுப்பகுதியில் உருளை (சிலிண்டர்) வடிவிலும், மேல் பகுதியில் கோன் வடிவிலும் இருக்கும். பின்னர் இதனை வட்ட தகடுகளாக வெட்டுவார்கள். இதற்கு பெயர் ’வேஃபர்’ (Wafer) பிறகு வேஃபரில் சர்க்யூட்கள் அச்சிடப்படும்.

ஒரே வேஃபரில் பல்லாயிரக்கணக்கான சர்க்யூட்களை அச்சிட முடியும். இதை வெட்டி, ஒவ்வொரு பாகத்தையும் ஒரு அடித்தளத்தில் வைத்து மூடி, ஒரு ஐசி-ஆக வெளியிடுவர்.

ஆரம்பகாலத்தில் ஒரு ஐசி-ல் 2 முதல் 10 டிரான்சிஸ்டர் வரை பொருத்தினார்கள். இதனை சிறிய வகை ஒருங்கிணைப்பு (Small Scale Integration, SSI) என்று அழைத்தனர்.

பின்னர் ஐசி-ன் பயன்பாடு அதிகரித்ததால் பொறியாளர்கள் புது வழிகளைக் கண்டுபிடித்து ஒரு IC -ல் 10 முதல் 100 டிரான்சிஸ்டர்களை அச்சிட்டார்கள். இதனை மத்திய வகை ஒருங்கிணைப்பு (Medium Scale Integration, MSI ) என்று அழைத்தனர்.

ஒரு கட்டத்தில் மின்னணு சாதனங்களின் தேவை அதிகமானதால் 100 முதல் 1000 டிரான்சிஸ்டர்கள் வரை ஒரே ஐசி-ல் அச்சிட்டார்கள் (உருவாக்கினார்கள்). இதனை பெரிய வகை ஒருங்கிணைப்பு (Large Scale Integration, LSI) என்று அழைத்தனர். பின்னர் ஒரே ஐசி-ல் 10,000 டிரான்சிஸ்டர்களை அச்சிட்டார்கள். இதனை மிக பெரிய வகை ஒருங்கிணைப்பு (Very Large Scale Integration , VLSI ) என்று அழைத்தார்கள்.

பின்னர் ஐசி தயாரிப்புத் துறையில் ஏற்பட்ட வளர்ச்சி காரணமாக 1 லட்சம், 10 லட்சம், 1 கோடி என அதிக எண்ணிக்கையிலான டிரான்சிஸ்டர்களை ஐசி-ல் அச்சடித்தனர். இவற்றையும் VLSI என்றே அழைக்கின்றனர்.

ஒரு ஐசி-க்குள் எப்படி அதிக எண்ணிக்கையிலான டிரான்சிஸ்டர்களை அச்சடிப்பது என்பது குறித்த தொழில்நுட்பம்
தான் VLSI எனப்படுகிறது. தற்காலத்தில் 1000 கோடிக்கும் அதிகமான டிரான் சிஸ்டர்களை, ஒரு ஐசி-க்குள் அச்சிடுகிறார்கள்.

இதில் ஒரு பெரிய விந்தை என்னவெனில் எவ்வளவு அதிகமான டிரான்சிஸ்டர்களை ஒரு ஐசி-ல் அடக்கினாலும் ஐசி-ன் அளவு பெரிதாவதில்லை. பொறியாளர்கள் டிரான்சிஸ்டரின் அளவைக் குறைத்தார்கள்.