Γιατί το CMOS χρησιμοποιείται στο VLSI;

Οι CMOs (συμπληρωματικός-οξείδιο-semonductor μετάλλου) είναι η κυρίαρχη τεχνολογία που χρησιμοποιείται στο VLSI (πολύ μεγάλη κλίμακα ενσωμάτωσης) για διάφορους επιτακτικούς λόγους:

* Χαμηλή κατανάλωση ενέργειας: Αυτό είναι αναμφισβήτητα το πιο σημαντικό πλεονέκτημα. Το CMOS χρησιμοποιεί συμπληρωματικά ζεύγη τρανζίστορ (PMOS και NMOS), όπου μόνο ένα είναι "σε" ανά πάσα στιγμή. Όταν μια πύλη CMOS είναι είτε σε λογική υψηλή είτε χαμηλή κατάσταση, ένα τρανζίστορ είναι εντελώς απενεργοποιημένη, με αποτέλεσμα την ελάχιστη διασπορά στατικής ισχύος. Η δυναμική εξάπλωση ισχύος (λόγω των χωρών φόρτισης και εκφόρτισης) είναι επίσης σχετικά χαμηλή σε σύγκριση με άλλες τεχνολογίες.

* Πυκνότητα υψηλής ενσωμάτωσης: Οι CMOs επιτρέπουν εξαιρετικά υψηλές πυκνότητες τρανζίστορ σε ένα τσιπ. Αυτό είναι ζωτικής σημασίας για το VLSI, το οποίο στοχεύει στη συσκευασία δισεκατομμυρίων τρανζίστορ σε ένα μόνο τσιπ. Η συμπαγής δομή των τρανζίστορ CMOS επιτρέπει αυτήν την υψηλή πυκνότητα.

* Επιμελητικότητα: Η τεχνολογία CMOS έχει αποδειχθεί αξιοσημείωτα κλιμακωτή με την πάροδο των ετών. Καθώς οι διαδικασίες κατασκευής βελτιώνονται και συρρικνώνονται τα τρανζίστορ, η CMOS συνεχίζει να διατηρεί τα πλεονεκτήματα της απόδοσης. Αυτή η επεκτασιμότητα είναι απαραίτητη για τη διατήρηση του νόμου του Moore.

* Ανοσία θορύβου: Τα κυκλώματα CMOS παρουσιάζουν καλή ανοσία θορύβου λόγω της εγγενούς συμμετρίας των συμπληρωματικών ζευγών τρανζίστορ. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό σε μεγάλα, σύνθετα ολοκληρωμένα κυκλώματα όπου ο θόρυβος μπορεί να αποτελέσει σημαντικό πρόβλημα.

* Συμβατότητα κατασκευής: Οι διαδικασίες CMOS είναι εξαιρετικά ώριμες και καθιερωμένες, με αποτέλεσμα την οικονομικά αποδοτική κατασκευή. Οι διαδικασίες παραγωγής είναι επίσης σχετικά ισχυρές και αξιόπιστες.

* Ευελιξία εύρους τάσης: Τα κυκλώματα CMOS μπορούν να λειτουργούν σε ένα ευρύ φάσμα τάσεων τροφοδοσίας, καθιστώντας τα ευέλικτα και προσαρμόσιμα σε διαφορετικές εφαρμογές.

Ενώ υπάρχουν άλλες τεχνολογίες, κανένας δεν κατάφερε να συνδυάσει αυτά τα πλεονεκτήματα τόσο αποτελεσματικά όσο οι CMOs. Ενώ υπάρχει συνεχής έρευνα σε εναλλακτικές λύσεις (όπως η Spintronics ή η Quantum Computing), οι CMOs συνεχίζουν να κυριαρχούν στο VLSI λόγω της ώριμης τεχνολογίας, της υψηλής απόδοσης, της κατανάλωσης χαμηλής ενέργειας και της επεκτασιμότητας.