الدارة المتكاملة أو الدوائر الإلكترونية المتكاملة (بالإنجليزية: Integrated Circuit) تختصر إلى (IC) أو الشريحة الإلكترونية (Chip) هي دائرة الكترونية مصغرة وهي من ضمن ما يعرف بتقنية ميكروية والتي هي بدورها جزء من الهندسة الإلكترونية، أحدث ثورة في عالم الإلكترونيات، الشريحة رقيقة من مادة السيلكون تبلغ مساحتها عدة ملليمترات ويطلق عليها ((شريحة السيلكون)) أو رقاقة السيلكون وتحتوي شريحة السيلكون على الآلاف من المكونات الإلكترونية الدقيقة جدا، مثل الترانزستورات والمقاومات والمكثفات التي تربط معا لتكون دوائر إلكترونية متكاملة، وقد تم إنتاجها لأول مرة بالولايات المتحدة في عام 1958. والشرائح الإلكترونية التي تستخدم في الوقت الحاضر، تحتوي على عشرات الألوف من المكونات المختلفة، التي تحشر في مساحة تبلغ حوالي 30 - 40 ملليمتر مربع، ويمكنها أن تخزن 64,000 وحدة من المعلومات (بيت bit) ويمكن للشرائح الحديثة المتطورة أن تقوم بمعظم العمليات التي تؤديها الحاسبة الإلكترونية ويطلق عليها (الميكروبروسيسور (المعالج الصغير) microprocessor). وإذا تم تجهيز الآلات بالميكروبروسيسور أمكن تحويلها إلى روبوت. ويمكن حاليا إنتاج المئات من هذه الرقائق دفعة واحدة، وذلك باستخدام وسائل تقنية حديثة مختلفة تشتمل على عدة عمليات دقيقة متتابعة، مثل عمليات التصوير باستخدام قوالب معينة، والحفر، وترسيب مواد كيميائية تعمل كشوائب (مثل ذرات الفسفور) داخل الشبكة البلورية لعنصر السيليكون، وذلك لتصبح الشريحة السيليكونية الواحدة في النهاية تعمل عمل أشباه الموصلات semiconductors والتي تبنى منها الترانزستورات. وفي ختام عملية إنتاج الشرائح الإلكترونية، يتم وضع طبقة من مادة الألمنيوم يتكون منها أحجبة ثم تحفر لتكوين الروابط بالدوائر الخارجية.
تصنيف الدوائرار المتكاملة
يمكن أن نقوم بتصنيف الدارات المتكاملة بطرق عديدة، سواء عن طريق الوظيفة، أو الشركة، أو السرعة، أو نوع المنطق التي تستخدمه، لكن التصنيف الأهم لها هو حسب عدد العناصر (البوابات) التي تحتويها.
1. الدارات المتكاملة ذات العدد الصغير من البوابات: وتحتوي هذه الدارات أقل من 10 بوابات وتدعى هذه الدارات بـ SSI، " Small scale integration ".
2. الدارات المتكاملة ذات العدد المتوسط من البوابات :وتحتوي هذه الدارات من 10 إلى أقل من 100 بوابة ويرمز لها بـ MSI، " Medium scale integration".
3. الدارات المتكاملة ذات العدد الكبير من البوابات: يرمز لها بـ LSI اختصاراً لـ Large scale integration، تحوي من 100 إلى 10000 بوابة.
4. الدارات ذات العدد الكبير جداً من البوابات: وهي تحوي على ما يزيد عن 10000 بوابة، نرمز لها بـ VLSI، " Very Large scale integration ".
وقد ظهر حديثاً الدارات ذات العدد فوق الكبير جداً: " Ultra Large scale integration ". بالإضافة إلى wafer scale integration، و System-on-Chip (SOC).
وهنالك تصنيف آخر يقسم الدارات المتكاملة حسب نوع الكمون الذي تقبله في مدخلها، إذ تقسم إلى:
1. الدارات الخطية، Linear Circuits: وهي الدارات التي تقبل في مدخلها كمونات متغيرة بشكل مستمر.
2. الدارات الرقمية، Digital Circuits:
هي الدارات التي تقبل في مدخلها كمونات محددة 0 فولت أو 5 فولت مثلاً، أي الرقمين المنطقيين 0 و 1. وتعطي هذه الدارة في مخرجها قيماً محددة أيضاً. 0 أو 5 فولت أو القريب منها.
الدارات المتكاملة المزوّرة
تقوم الكثير من الجهات بتزوير الدارات المتكاملة بأشكال وطرق مختلفة ومنها إعادة تدوير الدارات المتكاملة القديمة على أساس أنها جديد أو إعادة تعليمها (remarking) لتغيير اسم العنصر أو رفع فئته من الاستخدام العادي إلى الاستخدام الصناعي مثلاً. من طرق التزوير الأخرى إعادة تغليف التصميم السلكوني (Die) بغلاف آخر جديد أو مختلف كلياً عن الغلاف (package) الأصلي وأيضاً تصنيع كميات خارج إطار العقد الموقع بين المصنع والمصمم أو طرح الدارات المتكاملة التي بها عيوب وتم استبعادها خلال التصنيع إلى السوق خارج علم المصمم الأصلي. بسبب الأخطار التي قد تسببها الدارات المتكاملة المزوّرة والتكاليف الباهظة لاكتشاف وتعديل المنتجات التي تعاني منها فقد تم طرح العديد من الحلول لتجنب التزوير. من هذه الطرق إضافة حساسات تحسب عمر تشغيل الدارة المتكاملة والتي تسمى Combating Die and IC Recycling (CDIR) Sensor وأيضاً طرق تجنّب التزوير تعتمد على تأمين عملية التصنيع بحيث يمكن للمصمّم التأكد تماماً من عدم وجود أي تلاعب من قبل المصنع وذلك من خلال تقسيم عملية التصنيع ومراقبتها عن بعد وتسمى هذه الطريقة Secure Split Test (SST).
المميزات والعيوب
مميزات الدوائر المتكاملة
- حجمها صغير ويمكن أن يصل 1/10 بوصة مربعة.
- استهلاكها للقدرة الكهربائية ضعيف مقارنة بالأنواع الأخرى من العناصر.
- تكلفة أقل (رخيصة الثمن).
- تعمل الدائرة المتكاملة بكفاءة عالية ربما تصل إلى 50 مرة من كفاءة الدوائر العادية.
- تعمل بسرعة عالية حيث أن الإشارة تأخذ زمناً أقل عند انتقالها داخل الدائرة.
- عدم وجود لحامات داخلية يقلل من احتمال حدوث فصل داخلي للأطراف حيث أن المكونات تتصل ببعضها عن طريق شرائح رقيقة من المعدن.
عيوب الدوائر المتكاملة
- لا تعمل بتيارات عالية بسبب صغر الحجم.
- تتأثر الدوائر المتكاملة بدرجة الحرارة ولذلك فهي تحتاج إلى وسيلة للتبريد عند العمل على قدرات عالية.
- لا يمكن تصنيع بعض المكونات داخل الدائرة المتكاملة مثل الملفات نظراً لكبر حجم الملف المصنع بإستخدام طريقة تصنيع الدوائر المتكاملة وكذلك المكثفات ذات السعات الكبيرة.
- لا يمكن إصلاح الدوائر المتكاملة عند تلفها ولكن يتم إستبدالها.