مقدمه ای بر نیمه هادی ها

پس از اختراع و تولید انبوه ترانزیستورها، اجزای مختلف نیمه هادی حالت جامد مانند دیودها و ترانزیستورها به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفتند و جایگزین عملکرد و نقش لوله های خلاء در مدارها شدند. در اواسط و اواخر قرن بیستم، پیشرفت فناوری ساخت نیمه هادی مدارهای مجتمع را ممکن کرد. در مقایسه با مدارهای مونتاژ شده دستی با استفاده از قطعات الکترونیکی مجزا، مدارهای مجتمع می توانند تعداد زیادی لوله میکروکریستالی را در یک تراشه کوچک ادغام کنند که پیشرفت بزرگی است. ظرفیت تولید در مقیاس، قابلیت اطمینان و روش مدولار طراحی مدار مدارهای مجتمع، پذیرش سریع مدارهای مجتمع استاندارد شده را به جای ترانزیستورهای گسسته تضمین می کند.
مدارهای مجتمع دو مزیت اصلی نسبت به ترانزیستورهای گسسته دارند: هزینه و عملکرد. هزینه کم به این دلیل است که تراشه به جای ساختن تنها یک ترانزیستور در یک زمان، همه اجزا را به صورت یک واحد از طریق فوتولیتوگرافی چاپ می کند. عملکرد بالا به دلیل تعویض سریع قطعات است که انرژی کمتری مصرف می کند، زیرا قطعات کوچک و نزدیک به یکدیگر هستند. در سال 2006، مساحت تراشه از چند میلی‌متر مربع تا 350 میلی‌متر مربع متغیر بود که می‌تواند به یک میلیون ترانزیستور برسد.
اولین نمونه اولیه مدار مجتمع توسط جک کیلبی در سال 1958 تکمیل شد که شامل یک ترانزیستور دو قطبی، سه مقاومت و یک خازن بود.
با توجه به تعداد دستگاه های میکروالکترونیکی که روی یک تراشه یکپارچه شده اند، مدارهای مجتمع را می توان به دسته های زیر تقسیم کرد:
ادغام مقیاس کوچک (SSI) کمتر از 10 گیت منطقی یا کمتر از 100 ترانزیستور دارد.
11-100 گیت منطقی یا ترانزیستور 101-1k در ادغام مقیاس متوسط ​​(MSI) وجود دارد.
گیت های منطقی 101~1k یا ترانزیستورهای 1001~10k در ادغام مقیاس بزرگ (LSI) وجود دارد.
گیت های منطقی 1001-10k یا ترانزیستورهای 10001-100k در یکپارچگی در مقیاس بسیار بزرگ (VLSI) وجود دارد.
در ULSI گیت های منطقی 10001-1 متری یا ترانزیستورهای 100001-10 متری وجود دارد.
Glsi (نام انگلیسی کامل: Giga scale integration) دارای بیش از 1000001 گیت منطقی یا بیش از 10000001 ترانزیستور است.