Diskussion:Integrierter Schaltkreis

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Ich bin ebenfalls der Meinung, dass dieser Artikel nicht die FUNKTION des Integrierten Schaltkreises für einen Laien verständlich erklärt. Auch wenn wikipedia kein "Lehrbuch" ist, soll wikipedia das Wissen allen Benutzern vermitteln und nicht eine Plattform von Experten sein, die sich gegenseitig mitteilen, was sie sowieso schon wissen. Mir ist weiters aufgefallen, dass gerade die Informatik-Artikel selten Erklärungen zu der Funktion des behandelten Themas aufweisen. Dieter Koller

Es gibt derzeit nach meiner Zählung drei Grundlagenartikel zur Mikroelektronik: Mikroelektronik, Halbleitertechnik und diesen (und daneben noch Mikrotechnik, Halbleiterbauelemente als redirect,...). Dieser hier scheint mir schon am weitesten gereift zu sein. Ich denke jedoch, wir sollten die drei Artikel von ihren Aufdoppelungen und leichten Widersprüchen befreien, gegeneinander abgrenzen und auf gleiche Qualität bringen (siehe auch Diskussion bei den anderen beiden genannten Artikeln). In dem Sinne wäre mein Vorschlag, sich in diesem Artikel auf den Aspekt der Schaltungsintegration und ihrer Geschichte zu beschränken, die Fertigungstechnik in Halbleitertechnik zu konzentrieren (Umbenennung nach Halbleitertechnologie würde mir ja fast besser gefallen) und aus Mikroelektronik den Überblicksartikel zu machen. Wenn das auf Gegenliebe stösst, würde ich bei Gelegenheit damit anfangen, habe aber auch nichts dagegen, wenn mir jemand dabei zuvorkommt oder hilft ;-) --Mchelge 20:11, 5. Okt 2004 (CEST)

Inhaltsverzeichnis 1 Review 2 Deine Kritik ist nur teilweise berechtigt: 3 IC - LM 391 N-80 4 1 Mrd. Transisitoren 5 Verlinkung auf BKL 6 Weiterentwicklung 7 Jacobi-Patent

[Bearbeiten] Review

Der Artikel enttäuscht leider. Ich bin von Mikrochip hierhergeleitet worden und habe leider so gut wie nichts erfahren.

Der Artikel sollte eine für Laien verständliche Beschreibung des Konzepts und vor allem der Bedeutung der Integrierten Schaltungen bieten - beides fehlt imho. Was ist so toll an den Integrierten Schaltungen? Was waren die Vorteile gegenüber den Vorgängern.

Zudem ist der Artikel inkonsistent: Stammen die ersten integrierten Schaltkreise aus dem Jahr 1958 oder den 60er Jahren? --145.254.136.41 10:42, 1. Mai 2005 (CEST)

[Bearbeiten] Deine Kritik ist nur teilweise berechtigt:

1. Du solltest immerhin erfahren haben, wie so ein Schaltkreis aussieht.
2. Die Vorteile sind im Abschnitt "Geschichte der integrierten Schaltungen" beschrieben worden. Offenbar hast du bis dorthin nicht gelesen. Dort ist auch etwas über die Bedeutung gesagt, aber das ist in Mikroelektronik noch deutlicher ausgeführt. Einfach mal weiterlesen.
3. Den von dir kritisierten Fehler habe ich behoben.
4. Was die Allgemeinverständlichkeit angeht: Teilweise richtig. Es müssten eine Menge Bilder hinzugefügt werden. Allerdings ist Wikipedia auch kein Lehrbuch. Manche Inhalte erschliessen sich erst nach dem Studium mehrerer zusammenhängender Artikel.

Leider konnte sich Mchelge (s.o.) nicht zu einer Bearbeitung entschliessen. Seine Vorschläge sind aber vernünftig. Allerdings ist das eine sehr kniffelige Totaloperation.

Als erste Maßnahme sollte man den Abschnitt "Geschichte der integrierten Schaltungen" gleich an zweite Stelle legen und frühzeitig einen Verweis auf Mikroelektronik geben. Jener Artikel ist, wie der Titel auch nahelegt, allgemeiner gehalten.

-- DanielD 19:59, 1. Mai 2005 (CEST)

[Bearbeiten] IC - LM 391 N-80

--DanielD 23:32, 4. Dez 2005 (CET)

[Bearbeiten] 1 Mrd. Transisitoren

Stand Herbst 2005 gibts NAND Flash Speicher mit 8Gbit. Bei einem Transistor auf 2 Bit (Twin-Flash) sind das 4 Mrd. ST sagt zur Funktion von NAND08 nichts. Da könnten es auch 8 Mrd. sein. Nicht gerechnet die Ansteuerung und die Spare Pages. Also sind schon weit über 1 Mrd. Transistoren in ICs. --Harald Wehner 13:19, 30. Dez 2005 (CET)

[Bearbeiten] Verlinkung auf BKL

Der Verweis auf Chip führt im Kreis, stattdessen auf Die zu verweisen wird unverständich --Staro1 18:03, 1. Apr 2006 (CEST)

[Bearbeiten] Weiterentwicklung

Ich würde gern den Vorschlag aufgreifen eine Abgrenzung der drei Artikel:

• Integrierter Schaltkreis
• Halbleitertechnologie
• Mikroelektronik

vorzunehmen.

Oberste Ebene: Mikroelektronik mit Verweis auf Geschichte und Industrie (IDM / Fabless & Silicon Foundry)

zweite Ebene: Integrierter Schaltkreis mit Schwerpunkt "Integration" und Schaltungsentwurf

dritte Ebene: Halbleitertechnologie parallel zu Packagingtechnologie und Testen

Ein Absatz zur Fertigungsabfolge wäre angebracht, dann aber gleich richtig strukturiert in:

• (Roh)Waferherstellung
• vom Rohwafer zum Die (hier fehlt in allen Artikeln ein wesentliches Merkmal, nämlich der Repetitive Charakter der Herstellung mit bis zu 30-40 Belichtungsebenen und jeweils anschliesenden Bearbeitung - hier paßt der Verweis auf Integration (als Prinzip) und Halbeitertechnologie (als Umsetzung)
• Testen des Wafers (PCM) und Funktionstest des Dies
• Packaging des Dies
• Final Test

dieser Überblick wäre in Mikroelektronik gut aufgehoben, oder? (Vorstehender nicht signierter Beitrag stammt von Doesel (Diskussion • Beiträge) 14. Aug 2006 01:26)

Klingt gut, ich lass mich mal überraschen wie es wird. *g* --Cepheiden 08:46, 14. Aug 2006 (CEST)

Ich habe mal mich versucht. Dabei ist mir aufgefallen, daß der Abschnitt Pinbelegung hier wohl nichts mehr zu suchen hat. Kann entfallen ohne, daß etwas fehlt, oder?(Vorstehender nicht signierter Beitrag stammt von Doesel (Diskussion • Beiträge) 14. Aug 2006 20:56)

Tut mir leid ich finde keinen Abschnitt "Pinbelegung" in welchem Artikel soll der sein? Bitte vergiss nicht deine Diskussionsbeiträge mit --~~~~ zu unterschreiben (siehe Wikipedia:Signatur). Danke --Cepheiden 12:50, 15. Aug 2006 (CEST)

Ahh habs gefunden, ja der Abschnitt ist recht überflüssig. Was die anderen entfernten Abschnitte angeht, hoffe ich, dass die Informationen in den entsprechenden Artikeln eingearbeitet werden. So dass keine Informationen verloren gehen. --Cepheiden 13:06, 15. Aug 2006 (CEST)

Ja ich habe die Informationen alle nach Mikroelektronik herübergenommen und dabei Doppelzählungen gelöscht. Was den eigentlichen Inhalt von Integrierte Schaltungen angeht bitte ich einen Experten drüberzuschauen.

[Bearbeiten] Jacobi-Patent

Kaum bekannt ist das von Werner Jacobi am 15. April 1949 eingereichte deutsche Patent Nr. 833.366 mit dem Titel "Halbleiterverstärker". Darin wird ihm ein erster Patentanspruch erteilt auf "Halbleiterverstärker, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Halbleiter mehrere in verschiedenen Schalt- bzw. Verstärkerstufen wirkende Elektrodensysteme aufgesetzt werden."

Ich hab diesen Teil erst einmal aus dem Artikel wieder entfernt. Ich halte den Text für strittig. Im Netz findet man sogut wie garnichts dazu und ich hab bisher nur eine einzige wissenschaftliche Arbeit[1] gefunden, die das Patent angibt. Beim DPMA wurde ich bisher auch noch ncith fündig. Wenn jemand mehr weiß, möchte er sich bitte hier melden.--Cepheiden 19:33, 3. Feb. 2007 (CET)

ab was gefunden: [2]--Cepheiden 19:45, 3. Feb. 2007 (CET)

Der obige links ist grandios, aber mit Geduld wie folgt zu bedienen: geht man auf den Tab "Original Document", so erhält man (je nach Browser) einen Dialog zur Speicherung eines PDF-Dokumentes. Das Ergebnis ist ein mehrseitiges PDF-Dokument, dessen Seiten aber bis auf die erste leer sind. Den Dialog kann man abbrechen und den oben erschienenen Verweis "Save Full Document" benutzen. Es folgt eine Sicherheitsabfrage betreffend die Rückmeldung eines verschwommen dargestellten Textes. Danach kann das Dokument "DE833366C1.pdf" gespeichert werden. --Hans Katzgraber 15:44, 4. Feb. 2007 (CET)

Damit ist der Unterpunkt "Jacobi-Patent" unstrittig. Ich schlage vor, ihn in den Artikel zurück zu stellen. Dabei sollte ergänzt werden, daß Jacobi selbst als Beispiel für die Anwendung seines Patentes den Bau von Schwerhörigengeräten nennt. --Hans Katzgraber 15:44, 4. Feb. 2007 (CET)

Nunja die Existens ist unstrittig, aber seine Bedeutung noch lange nicht. Wie gesagt wird das Patent eigentlich nirgends erwähnt und scheint daher keine wissenschaftliche oder wirtschaftliche Bedeutung zu haben. Und ehrlich gesagt weiß ich auch nicht was der gute Mann damit wirklich ausdrücken wollte. Das Patent ist wiedermal so schwammig formuliert, dass man da meiner Meinung nach mehr reininterpretiert als überhaupt da ist. Ich würds nicht in den Artikel übernehmen --Cepheiden 23:31, 4. Feb. 2007 (CET)

Die Bedeutung eines Patents liegt unter anderem darin, den Stand der Technik voranzubringen. Es ist jede Patenterteilung eine bedeutende Sache. Bevor es zu einer Patenterteilung kommt, finden umfangreiche Prüfungen durch mehrere Fachleute statt. Im Fall des Jacobi-Patentes dauerten die Prüfungen drei Jahre.

Die wissenschaftliche Bedeutung liegt unter anderem in der nachweisbaren Tatsache, daß laut Recherche auf diesem großartigen link neun weitere Patente sich auf das Jacobi-Patent beziehen. Darunter befindet sich eine niederländische Erfindung, die Transistoren mit Mehrfach-Anschlüssen vorschlägt (Multi-Emitter-Transistor; im Patent noch anders benannt). Auch Kilby-Patente verweisen auf das Jacobi-Patent.

Die wirtschaftliche Bedeutung liegt darin, daß das Jacobi-Patent bereits sieben Jahre veröffentlicht war, als Kilby seine berühmte Erfindung machte. Sie war Wegbereiter für Kilby's Ideen, wie weiter hinten erläutert wird. Das Jacobi-Patent war in Fachkreisen Anlaß, die Technologie der Halbleiterherstellung und -bearbeitung voranzutreiben, um die Erfindung verwirklichen zu können. Es gibt heute Leuchtdioden, die von selbst die Farbe wechseln. In Wahrheit sind verschiedenfärbige einzelne Leuchtdioden zusammen mit einer Steuerschaltung auf denselben Halbleiter integriert und leuchten in gegenseitig wechselnder Stärke durch denselben Klarsichtkörper. Ohne das Jacobi-Patent wären das mehrere Leuchtdioden mit einer separaten Steuerelektronik.

Der Inhalt der Patentschrift ist aus zwei Gründen heutzutage schwer verständlich: die damals üblichen Elektronenröhren sind nicht mehr geläufig und die Erfindung des Transistors war damals ausgesprochen neu. Jacobi spricht nicht von Transistoren, sondern von Elektrodensystemen - eine Sprache, die aus der Röhrentechnik stammt. Damals hat jeder Ingenieur verstanden, was gemeint war. Ich selbst mußte mehrmals lesen, bevor ich die Genialität der patentierten Erfindung erfaßt hatte.

Zur Erfindung.

Man denke an einen dreistufigen Röhrenverstärker. Das sind drei Elektronenröhren, wobei die erste ein Signal verstärkt, die zweite das von der ersten verstärkte Signal noch einmal verstärkt und die dritte Röhre das zweifach verstärkte Signal ein drittes Mal verstärkt.

Das brauchte man, um mit dem schwachen Signal eines Mikrophons den Ohrstöpsel eines Schwerhörigen ausreichend laut zu bespielen. Die Röhren brauchten bekanntlich viel Energie für die Elektrodenheizung und waren zusammen mit einer Autobatterie im Rucksack zu tragen.

Dann kam 1947 die Erfindung des Transistors. Anstatt teils glühende Elektroden in eine Vakuumröhre zu setzen wurden Elektroden auf ein Stück Halbleiter aufgesetzt. Keine Heizung, wesentlich weniger Energieverbrauch. Miniaturisierung. Allerdings gab es bei diesem Typ von Transistoren einen wesentlichen Unterschied zu Röhren: den niederohmigen Eingang. Dadurch brauchte man zwischen den drei Transistoren noch Impedanzübertrager, etwa kleine Spulen-Transformatoren mit stark unterschiedlicher Windungszahl.

Hier kommt der "zweite Anspruch" des Jacobi-Patentes zu tragen: statt der Spulen-Transformatoren je einen Transistor zu verwenden, bei dem Ein- und Ausgang vertauscht sind. Der Transistor verstärkt dann zwar nicht, aber er gibt wenigstens das Signal weiter - und zwar mit einer Impedanzübertragung. Weil das Signal bei einem niederohmigen Transistoreingang herauskommt, paßt es für den niederohmigen Eingang des folgenden Tranistors, der eine Verstärkerstufe bildet. Zwei Spulentransformatoren werden also durch kleine Transistoren ersetzt - ein Miniaturisierungsschritt.

Nun kommt der "erste Anspruch" des Jacobi-Patentes: alle fünf Transistoren können in einem einzigen Transistor-Röhrchen und auf demselben Halbleiter untergebracht werden, denn es geht sich aus, daß die Transistoren (im Patent Elektrodensysteme genannt) durch "ausreichenden Abstand" voneinander selbständig arbeiten können.

Jacobi integriert damit eine dreistufige Verstärkerschaltung bestehend aus fünf Transistoren auf denselben Halbleiterkristall in einem einzigen Transistorgehäuse. Durch diese Erfindung der ersten integrierten Halbleiterschaltung ließ sich Mikrophon und Verstärker in den Ohrstöpsel eines Schwerhörigen integrieren.

Soweit die Patentschrift in moderner Sprache. Jack Kilby ging einen Schritt weiter und integrierte auch Widerstände und Kondensatoren in seine Halbleiterkonstruktion. Die Tatsache aber, daß mehrere Transistoren auf demselben Halbleiter verwirklicht werden können, ist die Erfindung von Werner Jacobi, Erlangen und wurde von Kilby mitverwendet.

Warum die Erfindung des Werner Jacobi nicht auch realisiert wurde, ist eine Frage, die seinem Dienstgeber und Patenthalter zu stellen wäre. Man hat offensichtlich die Möglichkeit vertan, die erste integrierte Halbleiterschaltung zehn Jahre früher und auf einem anderen Kontinent zu realisieren. Erfunden wurde sie 1949 in Erlangen. Quelle: Patentschrift des Deutschen Patentamtes.

Damit sei fundiert, daß das Jacobi-Patent Bezug zum Lemma Integrierter Schaltkreis hat und ein mit Quellen belegtes Wissen darstellt. Daß dieses Wissen für manche neu ist, ist kein Grund, es zu verschweigen. Es sollte vielmehr auch in die Geschichte der Miniaturisierung Eingang finden.

Eine Bitte an alle: zu recherchieren, wer war dieser Dr. phil. Werner Jacobi, Erlangen? --Hans Katzgraber 01:45, 9. Feb. 2007 (CET)

Welch flammende Rede :-)Aber du hast Recht mit dem was du sagst. Der Text im Artikel ist jetzt auch nicht mehr so extrem eingeworfen und es steht mehr als die bloße Erwähnung. Ich denke so kann man das lasse. Grüße --Cepheiden 08:16, 9. Feb. 2007 (CET)

Vielen Dank und fröhliche Grüße, --Hans Katzgraber 13:12, 10. Feb. 2007 (CET)