集積回路とはいくつの素子をまとめ、配線も含めて一つの基板の上に作成し、 一つの部品として使えるようにしたものである。 IC (integrated circuit) とも呼ばれ、素子ごとの容器が不要な点、素子ごとの 接続のためのピン、コネクターなどの部品が不要なことから、かなり複雑な 回路をきわめて小型に作ることができる。 同じような理由から個別部品を集めたものよりはるかに安価である。 さらに外部接続数が少ない分だけ信頼性が高くなる。 トランジスター、FETが小さくでき、配線も細く短くできるため、小電力、 高速となる。
集積回路の代表的なものはモノリシック IC (monolithic IC) である。 モノリシックというのは一つの石という意味の英語で、一つの小さなシリコンの 基板 (チップと言う) に、必要なすべてのダイオード、トランジスター、抵抗、 キャパシタンス、配線などを作りつけたものである。
インダクタンスや大容量のキャパシタンスといった素子は寸法が大きく IC に 組み込むことがむずかしい。 同様に抵抗、特に電力消費の大きな抵抗も作りづらい。 そこで IC の設計ではなるべくこうした素子を避けるように、たとえば 抵抗のかわりに一定バイアスをゲートにかけた FET を用いるなどの 工夫がとられる。 しかし高周波用回路、電力用回路などはどうしてもある程度の大きさの 回路素子を必要とする。 そこでこうしたものを IC 化するときには、一つのシリコンチップ 以外にいくつかの素子を一つのセラミック基板上に作成したものが用いられる。 こうしたものを混成集積回路、ハイブリッド IC (hybrid IC) と呼ぶ。
集積回路の出現によって、まず、理想的機能を持つ素子が 得られるようになった。 たとえば、アナログ回路の代表格としては、増幅度の究めて大きい 演算増幅器である。 この集積回路には数十のトランジスタが入っているが、我々はそんなことは 知らなくても、単純に理想的な増幅器として使用することができる。 同様にデジタル回路でも、NOT や AND や OR といった理想的な特性をもつ 基本論理回路が、集積回路として手に入るようになった。 それがさらに巨大化したものが、マイクロプロセッサやメモリーである。
IC の規模は現在もデジタル回路を中心に年々大きくなりつつあり、
図1.4のように素子数が百程度以下の SSI (small scale
integration)、千程度以下の MSI (medium ...)、一万程度以下の LSI
(large ...) と発展し、現在は十万程度以下の VLSI (very large ...)、
百万程度以下の ULSI (ultra large ...)、一千万程度の ELSI (extra
large ...) まで開発され、電子計算機一台分が数cm
の
シリコンチップにのるようになってきている。
