Intégration à très grande échelleL'intégration à très grande échelle (ou VLSI pour Very-Large-Scale Integration en anglais) est une technologie de circuit intégré (CI) dont la densité d'intégration permet de supporter plus de 100 000 composants électroniques sur une même puce. Elle a été réalisée pour la première fois dans les années 1980, dans le cadre du développement des technologies des semi-conducteurs et des communications. Les premières puces à semi-conducteurs supportaient un seul transistor chacune.
Composant semi-conducteurvignette|Aperçu de quelques dispositifs semi-conducteurs encapsulés Un composant semi-conducteur est un composant électronique dont le fonctionnement repose sur les propriétés électroniques d'un matériau semi-conducteur (principalement le silicium, le germanium et l'arséniure de gallium, ainsi que des semi-conducteurs organiques). Sa conductivité se situe entre les conducteurs et les isolants. Les composants semi-conducteurs ont remplacé les tubes à vide dans la plupart des applications.
Transistor à effet de champUn transistor à effet de champ (en anglais, Field-effect transistor ou FET) est un dispositif semi-conducteur de la famille des transistors. Sa particularité est d'utiliser un champ électrique pour contrôler la forme et donc la conductivité d'un « canal » dans un matériau semiconducteur. Il concurrence le transistor bipolaire dans de nombreux domaines d'applications, tels que l'électronique numérique. Le premier brevet sur le transistor à effet de champ a été déposé en 1925 par Julius E. Lilienfeld.
Transistor-Transistor logicthumb|Composants TTL thumb| Circuit intégré TTμL-103 de Fairchild (1964) contenant deux portes NON-ET à quatre entrées en logique TTL Transistor-Transistor Logic ou TTL est une famille de circuits logiques utilisée en électronique, inventée en 1961 par sous l'appellation Transistor-Coupled Transistor Logic. De façon indépendante, inspirée par une présentation de la société Fairchild sur les techniques de logique tout-transistor, la société Sylvania a produit les premiers circuits intégrés TTL commerciaux en 1963.
Transistor bipolairevignette|Vue interne d'un transistor bipolaire de puissance 2N3055 conçu dans les années 1970. vignette|Transistor bipolaire monté en surface. Un transistor bipolaire est un dispositif électronique à base de semi-conducteur de la famille des transistors. Son principe de fonctionnement est basé sur deux jonctions PN, l'une en direct et l'autre en inverse. La polarisation de la jonction PN inverse par un faible courant électrique (parfois appelé effet transistor) permet de « commander » un courant beaucoup plus important, suivant le principe de l'amplification de courant.
Industrie des semi-conducteursL'industrie des semi-conducteurs est un secteur industriel qui regroupe les activités de conception, de fabrication et de commercialisation des semi-conducteurs. Ces activités participent de manière fondamentale à la production de biens et de services des technologies de l'information et de la communication dans la mesure où elles fournissent le composant de base de ces technologies : le circuit intégré. Par exemple, ce composant est au cœur des serveurs informatiques, des routeurs de réseaux de transport de données et des terminaux téléphoniques.
Transistor à effet de champ à grille métal-oxydethumb|right|235px|Photographie représentant deux MOSFET et une allumette Un transistor à effet de champ à grille isolée plus couramment nommé MOSFET (acronyme anglais de metal-oxide-semiconductor field-effect transistor — qui se traduit par transistor à effet de champ à structure métal-oxyde-semiconducteur), est un type de transistor à effet de champ. Comme tous les transistors, le MOSFET module le courant qui le traverse à l'aide d'un signal appliqué sur son électrode nommée grille.
Loi de Moorevignette|upright=1.8|Croissance du nombre de transistors dans les microprocesseurs Intel par rapport à la loi de Moore. En vert, un doublement tous les . Les lois de Moore sont des lois empiriques qui ont trait à l'évolution de la puissance de calcul des ordinateurs et de la complexité du matériel informatique. La première de ces lois est émise par le docteur Gordon E. Moore en 1965, lorsque celui-ci postule sur une poursuite du doublement de la complexité des semi-conducteurs tous les ans à coût constant.
Fabrication des dispositifs à semi-conducteursthumb|upright=1.5|Évolution de la finesse de gravure des processeurs entre 1970 et 2017 La fabrication des dispositifs à semi-conducteur englobe les différentes opérations permettant l'élaboration de composants électroniques basés sur des matériaux semi-conducteurs. Entrent dans cette catégorie de composants à semi-conducteur, les composants discrets qui n'ont qu'une seule fonction comme les diodes et les transistors, et les circuits intégrés plus complexes, intégrant plusieurs composants, jusqu'à des milliards, dans le même boîtier.
Arséniure de galliumL'arséniure de gallium est un composé chimique de formule brute GaAs appartenant à la famille des semiconducteurs -. C'est un matériau semi-conducteur à gap direct présentant une structure cristalline cubique de type sphalérite (blende). Il est utilisé notamment pour réaliser des composants micro-ondes, des circuits intégrés monolithiques hyperfréquences, des composants opto-électroniques, des diodes électroluminescentes dans l'infrarouge, des diodes laser, des cellules photovoltaïques et des fenêtres optiques.
Transistorvignette|Quelques modèles de transistors. Le transistor est un composant électronique à semi-conducteur permettant de contrôler ou d'amplifier des tensions et des courants électriques. C'est le composant actif le plus important des circuits électroniques aussi bien en basse qu'en haute tension : circuits logiques (il permet, assemblé avec d'autres, d'effectuer des opérations logiques pour des programmes informatiques), amplificateur, stabilisateur de tension, modulation de signal Les transistors revêtent une importance particulière dans les circuits intégrés, ce qui rend possible la microélectronique.
Circuit intégréLe circuit intégré (CI), aussi appelé puce électronique, est un composant électronique, basé sur un semi-conducteur, reproduisant une ou plusieurs fonctions électroniques plus ou moins complexes, intégrant souvent plusieurs types de composants électroniques de base dans un volume réduit (sur une petite plaque), rendant le circuit facile à mettre en œuvre. Il existe une très grande variété de ces composants divisés en deux grandes catégories : analogique et numérique.
Porte logiquevignette|Composants TTL Une porte logique (gate) est un circuit électronique réalisant des opérations logiques (booléennes) sur une séquence de bits. Cette séquence est donnée par un signal d'entrée modulé en créneau (signal carré), et cadencé de façon précise par un circuit d'horloge, ou quartz. Les opérations logiques sont réalisées électriquement par une combinaison de bascules ou inverseurs, à base de transistors. Étant donné les capacités d'intégration en électronique, un circuit intégré comporte généralement plusieurs portes à la fois.
Bascule (circuit logique)Une bascule est un circuit logique capable, dans certaines circonstances, de maintenir les valeurs de ses sorties malgré les changements de valeurs d'entrées, c'est-à-dire comportant un état « mémoire ». Il s'agit de l'élément qui permet le passage de la logique combinatoire à la logique séquentielle. On distingue deux catégories principales de bascules dans un système séquentiel : les bascules asynchrones et les bascules synchrones.
SmartphoneUn smartphone ou téléphone intelligent (au Québec et au Canada francophone, également appelé téléphone multifonction, mobile multifonction ou encore ordiphone) est un téléphone mobile disposant en général d'un écran tactile, d'un appareil photographique numérique, des fonctions d'un assistant numérique personnel et de certaines fonctions d'un ordinateur portable. La saisie des données se fait le plus souvent à l'aide d'un écran tactile ou, plus rarement, d'un clavier ou d'un stylet.
Logic familyIn computer engineering, a logic family is one of two related concepts: A logic family of monolithic digital integrated circuit devices is a group of electronic logic gates constructed using one of several different designs, usually with compatible logic levels and power supply characteristics within a family. Many logic families were produced as individual components, each containing one or a few related basic logical functions, which could be used as "building-blocks" to create systems or as so-called "glue" to interconnect more complex integrated circuits.
Semiconductor memorySemiconductor memory is a digital electronic semiconductor device used for digital data storage, such as computer memory. It typically refers to devices in which data is stored within metal–oxide–semiconductor (MOS) memory cells on a silicon integrated circuit memory chip. There are numerous different types using different semiconductor technologies. The two main types of random-access memory (RAM) are static RAM (SRAM), which uses several transistors per memory cell, and dynamic RAM (DRAM), which uses a transistor and a MOS capacitor per cell.
Static Random Access Memorythumb|Une SRAM de 1999. La mémoire vive statique (ou SRAM de l'anglais Static Random Access Memory) est un type de mémoire vive utilisant des bascules pour mémoriser les données. Mais contrairement à la mémoire dynamique, elle n'a pas besoin de rafraîchir périodiquement son contenu. Comme la mémoire dynamique, elle est volatile : elle ne peut se passer d'alimentation sous peine de voir les informations effacées irrémédiablement.
Circuit intégré à signaux mixtesA mixed-signal integrated circuit is any integrated circuit that has both analog circuits and digital circuits on a single semiconductor die. Their usage has grown dramatically with the increased use of cell phones, telecommunications, portable electronics, and automobiles with electronics and digital sensors. Integrated circuits (ICs) are generally classified as digital (e.g. a microprocessor) or analog (e.g. an operational amplifier). Mixed-signal ICs contain both digital and analog circuitry on the same chip, and sometimes embedded software.
Application-specific integrated circuitvignette|Un ASIC. Un ASIC (acronyme de l'anglais application-specific integrated circuit, littéralement « circuit intégré propre à une application ») est un circuit intégré spécialisé. En général, il regroupe sur la même puce un ou sur mesure. thumb|Autre exemple de puce ASIC. L'intérêt de l'intégration est de réduire les coûts de production et d'augmenter la fiabilité. Avantage pour le maître d'œuvre : un contrôle total du produit et un coût de production réduit.
