集積回路（IC）とは

集積回路（IC）とは、極めて小さな部品をダイの上に高密度に詰め込んだ電子回路の集合です。 東京エレクトロンの公式用語集はこのように記述しています。

定義・解説

トランジスタや抵抗を1つずつ作り、基板の上へ並べて配線でつなぐ。これが集積回路以前のやり方でした。部品の数が増えるほど、組み立ての手間も、配線の長さも、故障する箇所も増えていきます。

集積回路は、この作り方を反転させます。部品を別々に作って集めるかわりに、1枚のシリコンの上へまとめて作り込みます。トランジスタも配線も、同じウェハの同じ工程列から生まれます。

東京エレクトロンの公式用語集は、ICにモノリシックとハイブリッドの2種類があり、モノリシックICが今日最も一般的に使われていると記述しています。モノリシックは、1枚の基板上に一体で作る方式です。

集めるのではなく、まとめて作る

個別部品を並べる構成では、部品の数だけ配線と手間が増えます。集積回路は1枚のダイの上へまとめて作り込みます。距離が縮む代わりに、1か所の欠陥がダイ全体を落とします。

1枚にまとめたことの利点は明快です。部品どうしの距離が縮み、信号の遅れと消費電力が減ります。組み立ての工程も要りません。

代償は歩留まりに現れます。同じダイの上で1か所でも欠陥が出れば、そのダイ全体が使えなくなります。ダイの面積が大きいほど欠陥を抱える確率は上がるので、集積度を上げる方向と歩留まりを保つ方向は引っ張り合います。

この関係は歩留まりの記事で扱う通り、チップ面積と欠陥密度で決まります。設計の側で機能を詰め込むほど、製造の側は欠陥を減らす要求を受けます。両方が同じ速度で進んできたからこそ、集積度は上がり続けられました。

詰め込む技術と、欠陥を減らす技術が並んで進みました

ダイに詰め込む部品の数が倍々に増える一方で、そこへ残る欠陥は減ってきました。詰め込む技術と欠陥を減らす技術が同じ速度で進んできたからこそ、集積度は上がり続けられました。

東京エレクトロンの公式用語集は、ムーアの法則を、大規模集積回路のトランジスタ数がおよそ18か月ごとに倍になるという経験則と記述しています。倍々で詰め込めたのは、詰め込む技術と、詰め込んでも欠陥が増えない技術が並走したためです。

集積回路（IC）とは何ですか？

東京エレクトロンの公式用語集は、ICを、極めて小さな部品をダイの上に高密度に詰め込んだ電子回路の集合と記述しています。

ダイとは何ですか？

ウェハから切り出した半導体チップ1個分のことです。同じ1枚のシリコンの上に、トランジスタも配線もまとめて作り込みます。

モノリシックとハイブリッドの違いは何ですか？

東京エレクトロンの公式用語集は、ICにモノリシックとハイブリッドの2種類があり、モノリシックICが今日最も一般的に使われていると記述しています。モノリシックは1枚の基板上に一体で作る方式です。

なぜ1枚にまとめるのですか？

部品どうしの距離が縮むためです。距離が短ければ信号の遅れも消費電力も減り、部品を個別に組み立てる手間もなくなります。

まとめることの代償はありますか？

あります。同じダイの上で1か所でも欠陥が出れば、そのダイ全体が使えなくなります。面積が大きいほど欠陥を抱える確率が上がるため、集積度と歩留まりは引っ張り合いになります。

どこまで詰め込めますか？

東京エレクトロンの公式用語集は、ムーアの法則を、大規模集積回路のトランジスタ数がおよそ18か月ごとに倍になるという経験則と記述しています。この速度で密度が上がってきました。

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