Integrated Circuit (IC) adalah suatu rangkaian elektronika terpadu yang terdiri dari sejumlah kecil komponen elektronik seperti transistor, resistor, kapasitor, dioda, dan sebagainya, yang terpasang pada substrat semikonduktor, seperti silikon. IC memadukan berbagai fungsi dalam satu chip tunggal, menggantikan peran rangkaian yang lebih besar yang sebelumnya memerlukan banyak komponen diskrit.

Sejak diperkenalkannya pada tahun 1958 oleh Jack Kilby dari Texas Instruments dan Robert Noyce dari Fairchild Semiconductor (yang juga mendirikan Intel), IC telah menjadi komponen kunci dalam industri elektronika. Keunggulan utama dari IC melibatkan ukuran yang lebih kecil, efisiensi daya yang lebih baik, dan kemampuan untuk menggabungkan fungsi yang berbeda dalam satu perangkat yang kompak.

 

 

Sejarah Penemuan

Tahun 1958 Penemuan IC

Jack Kilby dari Texas Instruments menciptakan IC pertama pada tahun 1958. Kilby mempresentasikan ide ini kepada manajemen Texas Instruments pada 12 Mei 1958, yang kemudian menghasilkan IC pertama pada bulan September.

Tahun 1959 Pengembangan Independen oleh Robert Noyce

Robert Noyce, yang saat itu bekerja di Fairchild Semiconductor, juga mengembangkan konsep IC secara independen dan mematenkannya pada tahun 1959. Noyce kemudian menjadi salah satu pendiri Intel Corporation pada tahun 1968.

Tahun 1960-an Perkembangan Industri IC

Selama tahun 1960-an, industri IC berkembang pesat. Perusahaan-perusahaan seperti Texas Instruments, Fairchild Semiconductor, dan Intel menjadi pelopor dalam memproduksi IC untuk berbagai aplikasi.

Tahun 1970-an Munculnya Mikroprosesor

Pada awal tahun 1970-an, Intel meluncurkan mikroprosesor pertama, Intel 4004, yang merupakan IC dengan pemrosesan data terprogram. Ini membuka jalan bagi era komputer mikro dan revolusi dalam dunia komputasi pribadi.

Tahun 1980-an Integrasi yang Lebih Tinggi

Pada dekade 1980-an, tingkat integrasi IC semakin meningkat, memungkinkan pembuatan perangkat yang lebih canggih dan efisien secara energi. Mikrokontroler dan mikroprosesor dengan daya komputasi yang lebih tinggi menjadi umum.

Tahun 1990-an Era Digital dan Telekomunikasi

IC menjadi kunci dalam peralihan menuju era digital, yang mencakup pengembangan perangkat seperti kartu grafis, kartu suara, dan berbagai perangkat penyimpanan digital. Pada saat yang sama, IC untuk aplikasi telekomunikasi juga berkembang pesat.

Abad ke-21 Mobilitas dan IoT

Kemajuan IC terus berlanjut, terutama dalam konteks mobilitas dan Internet of Things (IoT). Penggunaan IC yang hemat daya dan ukuran kecil memungkinkan perkembangan smartphone, tablet, dan berbagai perangkat pintar.

Terus Berkembang Teknologi Tingkat-Nano

Pada awal abad ke-21, penelitian terus dilakukan untuk mengembangkan teknologi IC di tingkat-nano. Proses manufaktur semikonduktor yang lebih canggih memungkinkan produksi IC dengan transistor dan jalur sirkuit yang lebih kecil.

 

Ada beberapa jenis IC

 

Sirkuit Terpadu Analog (IC)

• Penguat Operasional (Op-Amps): Digunakan untuk memperkuat sinyal analog.
• Regulator Tegangan: Pertahankan tegangan keluaran yang stabil.
• Pengonversi Analog-ke-Digital (ADC): Mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital.
• Pengonversi Digital-ke-Analog (DAC): Mengubah sinyal digital menjadi sinyal analog.
• Komparator: Bandingkan dua sinyal tegangan analog.

 

Sirkuit Terpadu Digital (IC)

• Mikroprosesor: Unit pemrosesan pusat (CPU) untuk komputasi tujuan umum.
• Mikrokontroler: Sirkuit terpadu dengan CPU dan periferal untuk sistem tertanam.
• Field-Programmable Gate Arrays (FPGAs): Perangkat logika yang dapat diprogram.
• IC Memori: RAM (Memori Akses Acak), ROM (Memori Hanya-Baca), Memori Flash, dll.
• Prosesor Sinyal Digital (DSP): Memproses sinyal digital untuk aplikasi seperti pemrosesan audio dan video.

 

Sirkuit Terpadu Sinyal Campuran

• Menggabungkan komponen analog dan digital pada chip yang sama.
• Digunakan dalam aplikasi di mana sinyal analog dan digital perlu diproses.

 

Sirkuit Terpadu Linier

• Termasuk amplifier, pengatur tegangan, dan komponen analog lainnya.
• Dirancang untuk pemrosesan sinyal linier.

 

IC Manajemen Daya

• Mengatur dan mengatur distribusi tenaga listrik pada perangkat elektronik.
• Termasuk pengatur tegangan, penguat daya, dan sirkuit kontrol daya.

 

Sirkuit Terpadu Frekuensi Radio (RFIC)

• Dirancang untuk aplikasi komunikasi nirkabel.
• Sertakan komponen seperti amplifier RF, mixer, dan osilator.

 

ASIC (Sirkuit Terpadu Khusus Aplikasi)

• Dirancang khusus untuk aplikasi tertentu.
• Sering digunakan pada perangkat khusus yang IC standarnya mungkin tidak cocok.

 

IC Hibrid Analog Digital

• Gabungkan fungsi digital dan analog pada chip yang sama.

 

IC optoelektronik

• Sertakan komponen untuk penginderaan dan emisi cahaya, seperti fotodioda dan LED.

 

IC Sensor

• Menggabungkan berbagai jenis sensor seperti sensor suhu, sensor tekanan, dan akselerometer.

 

IC Komunikasi

• Memfasilitasi komunikasi antara perangkat dan jaringan.
• Contohnya termasuk pengontrol Ethernet, pengontrol USB, dan transceiver komunikasi.

 

Berikut beberapa keunggulan dari integrated circuit

1. Salah satu keuntungan paling signifikan dari sirkuit terpadu adalah kemampuannya untuk mengemas sejumlah besar komponen ke dalam ruang fisik kecil. Miniaturisasi ini menghasilkan perangkat elektronik yang lebih kecil dan ringan.
2. Integrasi komponen ke dalam satu chip mengurangi jumlah interkoneksi, meminimalkan risiko koneksi longgar atau sambungan solder. Hal ini menghasilkan peningkatan keandalan dan kemungkinan kegagalan yang lebih rendah.
3. Dengan komponen yang ditempatkan berdekatan pada sebuah chip, jalur sinyal menjadi lebih pendek, sehingga mengurangi kapasitansi dan induktansi parasit. Hal ini menghasilkan propagasi sinyal yang lebih cepat dan meningkatkan performa sirkuit secara keseluruhan.
4. Sirkuit terpadu dirancang agar hemat energi. Dengan mengintegrasikan berbagai fungsi ke dalam satu chip, konsumsi daya dapat dioptimalkan, sehingga perangkat elektronik lebih hemat energi.
5. Produksi massal sirkuit terpadu dapat menghasilkan biaya produksi per unit yang lebih rendah. Selain itu, pengurangan jumlah komponen terpisah, konektor, dan waktu perakitan berkontribusi terhadap penghematan biaya secara keseluruhan.
6. Integrasi memungkinkan kombinasi berbagai fungsi dan fitur dalam satu chip. Hal ini memungkinkan pengembangan sistem elektronik yang kompleks dengan fitur dan kemampuan canggih.
7. Sirkuit terpadu dapat diproduksi menggunakan proses otomatis, sehingga menghasilkan kemampuan produksi bervolume tinggi. Hal ini memfasilitasi produksi massal perangkat elektronik, sehingga lebih mudah diakses dan terjangkau.
8. Sifat kompak dari sirkuit terpadu berkontribusi terhadap pengurangan ukuran dan berat perangkat elektronik, menjadikannya lebih portabel dan nyaman bagi pengguna.
9. Sirkuit terpadu dapat dirancang agar dapat diskalakan dengan mudah, sehingga memungkinkan integrasi fungsi tambahan atau peningkatan daya pemrosesan tanpa perubahan signifikan pada keseluruhan desain.
10. Sirkuit terpadu modern dapat mengintegrasikan komponen digital dan analog pada chip yang sama, sehingga memungkinkan aplikasi serbaguna dan peningkatan fungsionalitas.

 

Adapun beberapa kekurangan dari integrated circuit sebagai berikut

Ketidakmampuan Perbaikan (Non-Reparability) Jika salah satu bagian dari IC mengalami kerusakan, seringkali sulit atau bahkan tidak mungkin untuk memperbaikinya. Ini berbeda dengan komponen diskrit yang dapat diganti dengan mudah.

Sulit untuk Diproduksi Sendiri Proses pembuatan IC sangat kompleks dan memerlukan fasilitas produksi yang mahal dan canggih. Ini membuat sulit bagi individu atau perusahaan kecil untuk memproduksi sendiri IC.

Perubahan Desain yang Sulit Jika ada perubahan desain yang diperlukan pada suatu sistem yang menggunakan IC, proses perubahan tersebut dapat menjadi sulit dan memakan waktu karena IC diproduksi dalam jumlah besar dengan desain yang telah ditetapkan.

Ketergantungan pada Teknologi Dengan kemajuan teknologi yang cepat, IC lama mungkin menjadi usang dan sulit untuk digantikan atau diperbaiki karena teknologi produksinya yang sudah tidak umum lagi.

Resiko Ketersediaan Bahan Terkadang, bahan-bahan yang digunakan dalam pembuatan IC dapat menjadi langka atau sulit ditemukan, terutama untuk IC yang sudah tidak diproduksi lagi. Ini dapat menyebabkan masalah ketersediaan dan pemeliharaan.

Ketergantungan pada Listrik IC memerlukan daya listrik untuk beroperasi. Jika ada gangguan daya atau kegagalan listrik, perangkat yang menggunakan IC dapat mengalami masalah fungsionalitas atau bahkan kerusakan.

Dampak Lingkungan Proses manufaktur IC dapat menciptakan limbah dan memiliki dampak lingkungan yang signifikan. Pemrosesan kimia yang digunakan dalam produksi IC dapat mencemari lingkungan jika tidak dikelola dengan baik.

Kompleksitas Desain Desain IC yang kompleks memerlukan pemahaman teknis yang tinggi dan alat-alat desain yang canggih. Ini dapat membuat pengembangan IC menjadi mahal dan memerlukan sumber daya yang signifikan.