Entegre devre

Tümleşik devre örneği.

Tümdevre (ya da yonga, çip, kırmık, entegre devre, tümleşik devre), yarıiletken maddeden oluşan ince bir yüzey üzerine yerleştirilmiş, küçük bir elektronik devredir.

Jack Kilby tarafından 1959'da Teksas, ABD'de icat edildi. ABD ve İngiltere'de aynı yıl patent kayıtlarına geçti. Elektrik mühendisi olan Jack Kilby, lehimlenmiş küçük tel parçalarını mikroskop yardımıyla iletken bir maddeye bağlayarak dünyanın ilk tamamlanmış devresini yapmış oldu. Küçük boyutu, hafifliği ve kullanım kolaylığı ile mikroçip, bugünün modern elektronik sektörünün temelini oluşturuyor. Bilgisayarlardan oyuncaklara kadar geniş bir kullanım alanına sahip.

Tümleşik devreler, yarıiletken aygıtların boşluk tüplerinin görevlerini yerine getirebileceklerinin deneysel olarak fark edilmesi ile önem kazandılar. 20. yüzyılın ortalarında çok büyük sayıda geçirgecin küçük boylu yongalara yerleştirilebilmesi, elektronik bileşenlerin üretilmesinde yeni bir döneme girilmesine olanak sağladı. Tümleşik devrelerin toplu üretilebilmeleri ve güvenilirlikleri ayrık geçirgeç kullanımının yerini almalarını hızlandırdı. Günümüzde nano teknolojiyle saç telinden ince mikroçipler üretilebilmektedir.

Tümdevreler ve ayrık devreler

Tümleşik devrelerin ayrık devrelere göre başlıca iki olumlu yanı sayılabilir: düşük üretim maliyeti ve başarım. Üretim maliyetinin düşüklüğü geçirgeçleri birer birer değil de tek defada ışıklı taş baskı (fotolitografi) aracılığı ile basılmaları sayesinde gerçekleşmekte. Başarımın yüksekliği ise bileşenlerin yakınlığı ve dolayısıyla daha az güç kullanımına bağlıdır. 2006'ya varıldığında ortalama yonga alanları 1 ile 350 mm² arasında olup milimetre başına 1 milyon geçirgeç kullanılabilmektedir.

Günümüzde tümleşik devre satışları Dünya çapında 300 milyar ABD dolarına yaklaşmıştır. Tümleşik devre üretiminde silikon temelli CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) teknolojisi hakim durumdadır. CMOS teknolojisi, transistör başına düşük maliyetler sağladığı ve büyük miktarlarda yonga üretimine olanak verdiği için tercih edilmektedir. Bunun dışında, özellikle daha yüksek hızda ya da düşük gürültü ile çalışması istenen devrelerde SiGe BJT ya da GaAs temelli teknolojileri de kullanılabilmektedir.

Araştırmalar

Türkiye dünyada mikroçip üreten 15 ülke arasındadır. Türk üniversitelerinde tümleşik devre tasarımı konusunda araştırmalar yürütülmektedir. Bunun dışında, İstanbul'da ST Microelectronics, Maxim ve Spectra Linear firmalarının tasarım gruplarında tümleşik devre tasarımı yapılmaktadır. Bunun dışında, Vestel firması Bahçeşehir Üniversitesiyle işbirliği ile sayısal tümleşik devrelerin tasarımına yönelik yüksek lisans çalışmalarını desteklemektedir.