Entegre devre

Tümdevre örneği.

Tümdevre (ya da yonga, kırmık, çip, mikroçip, tümleşik devre, entegre devre), yarı iletken maddeler ile tasarlanmış ince bir ya da birkaç yüzey üzerine yerleştirilmiş bir elektronik devredir. Küçük boyutu, hafifliği ve kullanım kolaylığı ile tümdevreler, günümüzün modern elektronik sektöründe çok önemli bir yer tutmaktadır. Bilgisayarlardan oyuncaklara kadar geniş bir kullanım alanına sahiptir.

Bulunuşu

Tümleşik devreler, yarı iletken aygıtların boşluk tüplerinin görevlerini yerine getirebileceklerinin deneysel olarak fark edilmesi ile önem kazandılar. İlk tümdevre, elektrik mühendisi Jack Kilby tarafından 1959'da Teksas, ABD'de icat edildi. ABD ve İngiltere'de aynı yıl patent kayıtlarına geçti. Kilby, lehimlenmiş küçük tel parçalarını mikroskop yardımıyla iletken bir maddeye bağlayarak dünyanın ilk tamamlanmış devresini yapmış oldu.

20. yüzyılın ortalarında çok büyük sayıda transistörün küçük boylu tümdevrelere yerleştirilebilmesi, elektronik bileşenlerin üretiminde yeni bir döneme girilmesini sağladı. Tümleşik devrelerin toplu üretilebilmeleri ve güvenilirlikleri ayrık transistör kullanımının yerini almalarını hızlandırdı.

Tasarım

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

Tümleşik devrelerin ayrık devrelere göre başlıca iki olumlu yanı sayılabilir: Düşük üretim maliyeti ve başarım. Üretim maliyetinin düşüklüğü, transistörlerin birer birer değil de tek defada, ışıklı taş baskı (fotolitografi) aracılığı ile basılmaları sayesinde gerçekleşmektedir. Başarımın yüksekliği ise bileşenlerin yakınlığı ve dolayısıyla daha az güç kullanımına bağlıdır. 2006 yılına varıldığında, ortalama yonga alanları 1 ile 350 mm² arasında olup milimetrekare başına 1 milyon transistör kullanılabilmektedir. Günümüzde nanoteknolojiyle saç telinden ince tümdevreler üretilebilmektedir.

Türkiye'de Tümdevre Tasarımı

Türkiye dünyada tümdevre tasarlanan 15 ülke arasındadır. Türk üniversitelerinde tümleşik devre tasarımı konusunda araştırmalar yürütülmektedir. Bunun dışında, İstanbul'da ST Microelectronics, Maxim ve Spectra Linear firmaları, tümleşik devre tasarlamaktadır. Ayrıca Vestel firması Bahçeşehir Üniversitesi'yle işbirliği yaparak, sayısal tümleşik devrelerin tasarımına yönelik yüksek lisans çalışmalarını desteklemektedir.