もとの分類ではLSIに全て入るわけだが、1980年代に開発され始めたより大規模な集積回路を VLSI (Very Large Scale Integration) とするようになった。これにより、これまでの多数のICで作られていたコンピュータに匹敵する規模のマイクロプロセッサが製作されるようになった。1986年、最初の1MbitRAMが登場した。これは100万トランジスタを集積したものである。1994年に製造されたマイクロプロセッサは300万個以上のトランジスタが集積されている。VLSIチップはCMOS技術の設計ルールの規格化によって製造技術が広く普及した。
また、カーバー・ミードとリン・コンウェイの『超LSIシステム入門』(原題: "Introduction to VLSI Systems")によりVLSIにマッチした設計手法が提案された。
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