Wie war die Dichte von bipolaren ICs im Vergleich zu MOS-ICs?

Wie hat sich historisch gesehen die Dichte von bipolaren (z. B. TTL) Chips im Vergleich zu MOS entwickelt? Wie komplex könnten bipolare ICs werden, bevor sie an ihre Grenzen stoßen? Hat jemand einen Graphen im Stil des Mooreschen Gesetzes für die bipolare Technologie?

Bearbeiten: Eine bestimmte Zahl, die ich wissen möchte, sind die meisten Transistoren oder Gatter, die auf einem bipolaren IC implementiert sind.

Hintergrund und was ich bisher gefunden habe:

Ich schaue mir den TTL 74181 ALU-Chip (1970, 75 Logikgatter) an, der für seine Zeit ein ziemlich fortschrittlicher bipolarer Chip war. Damals war MOS mit Tausenden von Transistoren auf einem Chip in der Dichte etwas voraus. Aber jetzt können MOS-ICs Milliarden von Transistoren haben, aber bipolar ist weit davon entfernt. Das brachte mich dazu, mich zu fragen, an welchem ​​​​Punkt TTL (oder andere bipolare Technologien) mit der Skalierung aufgehört haben?

Ich bin auf Integrated Injection Logic (I2L) gestoßen, eine bipolare Technologie, die eine MOS-ähnliche Dichte bieten sollte. Der TI SPB9900 Mikroprozessor (1976) verwendete I2L und hatte 6034 Gates, was überraschenderweise mehr ist als MOS-Mikroprozessoren von 1976. Ich habe nicht viel über I2L gehört, ist es also ausgestorben?

1986 gab es den MBM10494 64K bipolaren ECL-RAM im Vergleich zu 256K MOS DRAM , also war bipolar immer noch ziemlich nah dran. Ich konnte keine größeren bipolaren RAMs finden, daher vermute ich, dass dies ungefähr die Grenze ist. War der begrenzende Faktor der Stromverbrauch, die Fertigung, die Wirtschaftlichkeit oder etwas anderes?

Das Mooresche Gesetz sagt nichts über eine bestimmte Technologie aus. Was Sie fordern, ist näher an der darwinistischen Evolution - dem Überleben des Stärksten (Technologie), das immer noch andauert und seit langem besteht. Wir haben Ventile (Röhren) verwendet, bevor wir den Transistor entdeckten. Der Transistor wurde schneller. Wir haben FETs entdeckt. Wir haben Silizium statt Germanium verwendet. Wir haben einfache ICs mit mehreren Transistoren hergestellt. Wir haben gelernt, komplexere Schaltungen herzustellen und so weiter. Was ist heute mit Ventilen (Rohren)? - sie sind immer noch da, aber wie die anderen veralteten Sachen in eine "Kuriositätenecke" verbannt - nur für den Fall!
Wenn Sie wissen möchten, was auf dem neuesten Stand ist, denke ich, dass e2v einen bipolaren SiGe-Prozess verwendet und Dinge wie einen ADC der Gsps-Klasse mit vier Kanälen hat. Aber wie Jim auch anspielte, übernahm MOS von Bipolar, nicht unbedingt, weil es besser skaliert, sondern weil es VIEL energieeffizienter war.
Ich frage mich, wie viel Strom eine ARM-MCU aus Bipolar (wenn es möglich wäre) im Vergleich zu demselben Design aus MOS verbrauchen würde. Im Ernst, bipolar ist natürlich immer noch in vielen Anwendungen nützlich. Aber Millionen von ihnen auf einem Chip zu platzieren, würde ihn sicherlich unbrauchbar machen, daher verstehe ich, dass Forschungsingenieure ihre Zeit lieber mit der MOS-Technologie verbringen.
Signetics stellte 8X300- und 8X305-CPUs in Schottky-TTL her, alle bipolar.
ECL war besonders leistungshungrig (25 mW pro Gate ), obwohl es zu dieser Zeit die schnellste Logik auf dem Markt war. Diese Geschwindigkeiten wurden schon lange von Low-Power-CMOS in den Schatten gestellt.
@JImDearden: Einige Röhren werden immer noch in großen Mengen hergestellt, z. B. Wanderfeldröhren (unter anderem in Kommunikationssatelliten sehr beliebt).

Antworten (1)

CMOS verdrängte bipolare Technologien aufgrund der Energieeinsparung. Jede bipolare Logik zieht im Leerlauf einen erheblichen Strom, und seit mindestens den 1990er Jahren wird es unmöglich, die Wärme aus dem Chip zu bekommen, lange bevor der Platz für Transistoren ausgeht.

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