Indywidualnie pakowane tranzystory były dużo
mniejsze od ich poprzedników lampowych, lecz
inżynierowie wciąż życzyli sobie mniejszych przełączników elektronicznych. W
dużym stopniu żądanie miniaturyzacji napędzane było przez wymagania
amerykańskiego programu kosmicznego. Już od pewnego czasu ludzie sądzili, iż
dobrze byłoby móc produkować całe obwody elektroniczne na pojedynczym kawałku
półprzewodnika.
Pierwszą publiczną dyskusję na ten temat przypisuje się angielskiemu ekspertowi od radarów o nazwisku G.W.A. Dummer w referacie zaprezentowanym w roku 1952. Jednakże dopiero w lecie roku 1958 Jackowi Kilby'emu, pracującemu dla firmy Texas Instruments, udało się wytworzyć kilka elementów elektronicznych na pojedynczym kawałku półprzewodnika. Pierwszym prototypem Kilby'ego był oscylator ze zmianą fazy i, chociaż późniejsze metody produkcyjne układów scalonych poszły innymi drogami od tych, którymi podążał Kilby, wciąż jest on uważany za twórcę pierwszego działającego układu scalonego.
Jack Kilby z pierwszym układem scalonym
Dzięki uprzejmości Texas Instruments
Jeden z pierwszych układów scalonych
Dzięki uprzejmości Texas Instruments
W roku 1961 firmy Fairchild i Texas Instruments ogłosiły dostępność pierwszych komercyjnych, planarnych układów scalonych zawierających proste funkcje logiczne. Ogłoszenie to oznaczyło początek masowej produkcji układów scalonych. W roku 1963 firma Fairchild wyprodukowała układ scalony pod nazwą 907, który zawierał dwie bramki logiczne złożone każda z czterech tranzystorów bipolarnych i czterech oporników. Układ 907 wykorzystywał również warstwy izolacyjne oraz warstwy zagrzebane, które obecnie stały się powszechnymi cechami nowoczesnych układów scalonych.
W roku 1967 firma Fairchild wprowadziła na rynek układ zwany Micromosaic, który zawierał kilkaset tranzystorów. Główną właściwością układu Micromosaic było to, iż tranzystory te nie były początkowo połączone ze sobą. Projektant używał programu komputerowego do określenia pożądanej funkcji dla układu, a ten z kolei określał wymagane połączenia pomiędzy tranzystorami i tworzył fotomaski niezbędne do otrzymania gotowego układu. Układ scalony Micromosaic uważany jest za prekursora nowoczesnych, specjalizowanych układów scalonych (Application-Specific Integrated Circuit - ASIC), a również jako pierwsze rzeczywiste zastosowanie projektowania wspomaganego komputerowo (Computer Aided Design - CAD).
W
roku 1970 firma Fairchild wprowadziła pierwszą statyczną pamięć
256-bitową RAM (Random
Access Memory - pamięć o dostępie swobodnym) pod oznaczeniem
układowym 4100, natomiast w tym samym roku firma Intel ogłosiła
wyprodukowanie pierwszej dynamicznej pamięci RAM o pojemności 1024-bitów,
oznaczoną jako 1103.
Różnica pomiędzy pamięcią statyczną a dynamiczną jest następująca:
Statyczna pamięć RAM zbudowana jest z przerzutników przyjmujących dwa stabilne stany (stąd nazwa - pamięć statyczna). Do realizacji takiego przerzutnika wymagane są cztery tranzystory. Dlatego realizacja takich pamięci jest dosyć kosztowna. Zaletą z kolei jest prostota aplikacyjna - pamięci te nie wymagają dodatkowych układów sterujących.
Dynamiczna pamięć RAM zbudowana jest z pojedynczych tranzystorów, które przez krótką chwilę zapamiętują ładunek elektryczny (podobnie do kondensatora). Ponieważ ładunek rozpływa się po chwili z uwagi na słabą izolację w tranzystorze, musi być cyklicznie odnawiany (stąd nazwa - pamięć dynamiczna) np. co 1/100 część sekundy. Z uwagi na małą liczbę elementów do zapamiętania pojedynczego bitu informacji, pamięci te są dość tanie w budowie i mogą przechowywać dużą ilość danych. Niestety, wymagają do poprawnej pracy dodatkowych układów odświeżających zawartość komórek (regenerujących przechowywane w komórkach ładunki elektryczne) i dlatego ich zastosowanie jest bardziej skomplikowane od pamięci statycznych.
