고밀도집적회로

요약 다수의 집적회로를 1장의 기판 위에 상호 배선하여 고차의 집적화를 한 것으로 대규모 집적회로 또는 LSI라고 한다. 전자기기의 LSI화는 집적도와 초소형화의 발전을 가속시켜 전자기기의 고성능화·고신뢰화·초소형화·저소비전력화가 이루어지도록 하였다.

대규모집적회로 또는 ‘large scale integration’(대규모집적화)의 약자인 ‘LSI’라고도 한다.

집적회로 중 집적도가 100 이하의 것을 소규모 집적회로(SSI), 100~1,000 정도의 것을 중규모 집적회로(MSI), 1,000 이상의 것을 대규모 집적회로라고 하며, 1만 이상의 것은 초(超) LSI라고 한다. 집적도는 모놀리식(monolithic) 반도체 집적회로의 경우, 한 변이 1~수mm인 네모꼴 실리콘 박판의 작은 칩(chip) 위에 상호결선된 트랜지스터·다이오드·저항 및 커패시터 등의 개별 전기회로소자의 수를 말한다.

혼성 집적회로의 경우는 앞에서와 같은 반도체 집적회로를 여러 개 배선의 패턴이 이루어져 있는 절연체 기판 위에 용착(熔着)시킨 것이 사용된다(멀티칩방식이라고도 한다). 1개의 칩에 많은 전자회로소자를 집적화하여 전자계산기를 구성하고자 하는 착상은 1964년경에 이미 발표되었으며, 그 후 집적회로기술의 급속적인 발달로 1966년에는 그의 실용화 전망이 밝아져서 많은 대규모집적회로화가 개발확대되어, 1970년대에 접어들면서부터는 반도체 집적회로의 LSI시대를 맞이하기에 이르렀다.

전자기기의 급격한 LSI화는 초(超) LSI(VLSI:very large scale integration)를 탄생시켜 집적도의 급속한 증대와 전자회로소자 구성의 초소형화가 획기적으로 이루어졌다. LSI화로 반도체소자의 기능당 가격의 저하와 조립된 전자기기 시스템 전체로서의 가격저하 등 이들의 경제성이 크게 향상되며, 또 전자기기 및 시스템의 고성능화 ·고신뢰화 ·초소형화 그리고 저소비전력화가 이루어진다.

반면, 집적도의 증대와 더불어 지수함수적으로 증가되는 설계공수·오류발견과 수정 및 시험검사의 어려움, 동일한 품종의 생산개수 감소와 양산효과·습숙효과(習熟效果) 감소 등의 해결이 요구되는 문제점들도 적지 않다. 따라서 초기 투자가 크게 요구되는 LSI 생산과 관련하여 양산이 가능한 기기 이외의 것을 LSI화할 경우 특별주문생산과 양산성과의 조화, 특별주문생산에 수반되는 설계공수의 절감 및 CAD의 정비, 공통적 ·범용적 LSI의 기획 등이 필요하다. 이와 같은 점들을 해결하여야만 컴퓨터 등 복잡한 전자기기의 단일칩화가 성과를 거둘 수 있다.