集成电路是什么?

2024-06-18 18:29

1. 集成电路是什么?

什么是集成电路?怎样识别集成电路的方向?1招教你学会快速提高

集成电路是什么?

2. 集成电路是什么概念

集成电路(integrated circuit)是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体,使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。集成电路发明者为杰克·基尔比(基于硅的集成电路)和罗伯特·诺伊思(基于锗的集成电路)。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。

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3. 什么是集成电路?

集成电路是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体,使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。集成电路发明者为杰克·基尔比的集成电路和罗伯特·诺伊思的集成电路。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。

是20世纪50年代后期一60年代发展起来的一种新型半导体器件。它是经过氧化、光刻、扩散、外延、蒸铝等半导体制造工艺,把构成具有一定功能的电路所需的半导体、电阻、电容等元件及它们之间的连接导线全部集成在一小块硅片上,然后焊接封装在一个管壳内的电子器件。其封装外壳有圆壳式、扁平式或双列直插式等多种形式。集成电路技术包括芯片制造技术与设计技术,主要体现在加工设备,加工工艺,封装测试,批量生产及设计创新的能力上。

现在,集成电路已经在各行各业中发挥着非常重要的作用,是现代信息社会的基石。集成电路的含义,已经远远超过了其刚诞生时的定义范围,但其最核心的部分,仍然没有改变,那就是“集成”,其所衍生出来的各种学科,大都是围绕着“集成什么”、“如何集成”、“如何处理集成带来的利弊”这三个问题来开展的。硅集成电路是主流,就是把实现某种功能的电路所需的各种元件都放在一块硅片上,所形成的整体被称作集成电路。

当然现如今的集成电路,其集成度远非一套房能比拟的,或许用一幢摩登大楼可以更好地类比:地面上有商铺、办公、食堂、酒店式公寓,地下有几层是停车场,停车场下面还有地基——这是集成电路的布局,模拟电路和数字电路分开,处理小信号的敏感电路与翻转频繁的控制逻辑分开,电源单独放在一角。每层楼的房间布局不一样,走廊也不一样,有回字形的、工字形的、几字形的——这是集成电路器件设计,低噪声电路中可以用折叠形状或“叉指”结构的晶体管来减小结面积和栅电阻。各楼层直接有高速电梯可达,为了效率和功能隔离,还可能有多部电梯,每部电梯能到的楼层不同——这是集成电路的布线,电源线、地线单独走线,负载大的线也宽;时钟与信号分开;每层之间布线垂直避免干扰。

什么是集成电路?

4. 什么是集成电路

集成电路          [integrated circuit] 
 是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体,这样,整个电路的体积大大缩小,且引出线和焊接点的数目也大为减少,从而使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。
 集成电路具有体积小,重量轻,引出线和焊接点少,寿命长,可靠性高,性能好等优点,同时成本低,便于大规模生产。它不仅在工、民用电子设备如收录机、电视机、计算机等方面得到广泛的应用,同时在军事、通讯、遥控等方面也得到广泛的应用。用集成电路来装配电子设备,其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍,设备的稳定工作时间也可大大提高。
 它在电路中用字母“IC”(也有用文字符号“N”等)表示。
 (一)按功能结构分类 
     集成电路按其功能、结构的不同,可以分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。 
     模拟集成电路用来产生、放大和处理各种模拟信号(指幅度随时间边疆变化的信号。例如半导体收音机的音频信号、录放机的磁带信号等),而数字集成电路用来产生、放大和处理各种数字信号(指在时间上和幅度上离散取值的信号。例如VCD、DVD重放的音频信号和视频信号)。
 (二)按制作工艺分类 
     集成电路按制作工艺可分为半导体集成电路和薄膜集成电路。 
     膜集成电路又分类厚膜集成电路和薄膜集成电路。 
 (三)按集成度高低分类 
     集成电路按集成度高低的不同可分为小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路。
 (四)按导电类型不同分类 
     集成电路按导电类型可分为双极型集成电路和单极型集成电路。 
     双极型集成电路的制作工艺复杂,功耗较大,代表集成电路有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等类型。单极型集成电路的制作工艺简单,功耗也较低,易于制成大规模集成电路,代表集成电路有CMOS、NMOS、PMOS等类型。 
 (五)按用途分类 
     集成电路按用途可分为电视机用集成电路、音响用集成电路、影碟机用集成电路、录像机用集成电路、电脑(微机)用集成电路、电子琴用集成电路、通信用集成电路、照相机用集成电路、遥控集成电路、语言集成电路、报警器用集成电路及各种专用集成电路。 
     电视机用集成电路包括行、场扫描集成电路、中放集成电路、伴音集成电路、彩色解码集成电路、AV/TV转换集成电路、开关电源集成电路、遥控集成电路、丽音解码集成电路、画中画处理集成电路、微处理器(CPU)集成电路、存储器集成电路等。 
     音响用集成电路包括AM/FM高中频电路、立体声解码电路、音频前置放大电路、音频运算放大集成电路、音频功率放大集成电路、环绕声处理集成电路、电平驱动集成电路,电子音量控制集成电路、延时混响集成电路、电子开关集成电路等。 
     影碟机用集成电路有系统控制集成电路、视频编码集成电路、MPEG解码集成电路、音频信号处理集成电路、音响效果集成电路、RF信号处理集成电路、数字信号处理集成电路、伺服集成电路、电动机驱动集成电路等。 
     录像机用集成电路有系统控制集成电路、伺服集成电路、驱动集成电路、音频处理集成电路、视频处理集成电路。 
 三、集成电路发展简史
 1、世界集成电路的发展历史
   1947年:贝尔实验室肖克莱等人发明了晶体管,这是微电子技术发展中第一个里程碑;
   1950年:结型晶体管诞生;
   1950年: R Ohl和肖特莱发明了离子注入工艺;
   1951年:场效应晶体管发明;
   1956年:C S Fuller发明了扩散工艺;
   1958年:仙童公司Robert Noyce与德仪公司基尔比间隔数月分别发明了集成电路,开创了世界微电子学的历史; 
   1960年:H H Loor和E Castellani发明了光刻工艺;
   1962年:美国RCA公司研制出MOS场效应晶体管;
   1963年:F.M.Wanlass和C.T.Sah首次提出CMOS技术,今天,95%以上的集成电路芯片都是基于CMOS工艺;
   1964年:Intel摩尔提出摩尔定律,预测晶体管集成度将会每18个月增加1倍;
   1966年:美国RCA公司研制出CMOS集成电路,并研制出第一块门阵列(50门);
   1967年:应用材料公司(Applied Materials)成立,现已成为全球最大的半导体设备制造公司;
   1971年:Intel推出1kb动态随机存储器(DRAM),标志着大规模集成电路出现;
   1971年:全球第一个微处理器4004由Intel公司推出,采用的是MOS工艺,这是一个里程碑式的发明;
   1974年:RCA公司推出第一个CMOS微处理器1802;
   1976年:16kb DRAM和4kb SRAM问世;
   1978年:64kb动态随机存储器诞生,不足0.5平方厘米的硅片上集成了14万个晶体管,标志着超大规模集成电路(VLSI)时代的来临;
   1979年:Intel推出5MHz 8088微处理器,之后,IBM基于8088推出全球第一台PC;
   1981年:256kb DRAM和64kb CMOS SRAM问世;
   1984年:日本宣布推出1Mb DRAM和256kb SRAM;
   1985年:80386微处理器问世,20MHz;
   1988年:16M DRAM问世,1平方厘米大小的硅片上集成有3500万个晶体管,标志着进入超大规模集成电路(ULSI)阶段;
   1989年:1Mb DRAM进入市场;
   1989年:486微处理器推出,25MHz,1μm工艺,后来50MHz芯片采用 0.8μm工艺;
   1992年:64M位随机存储器问世;
   1993年:66MHz奔腾处理器推出,采用0.6μm工艺;
   1995年:Pentium Pro, 133MHz,采用0.6-0.35μm工艺;
   1997年:300MHz奔腾Ⅱ问世,采用0.25μm工艺;
   1999年:奔腾Ⅲ问世,450MHz,采用0.25μm工艺,后采用0.18μm工艺;
   2000年: 1Gb RAM投放市场;
   2000年:奔腾4问世,1.5GHz,采用0.18μm工艺;
   2001年:Intel宣布2001年下半年采用0.13μm工艺。
 2、我国集成电路的发展历史
       我国集成电路产业诞生于六十年代,共经历了三个发展阶段:
   1965年-1978年:以计算机和军工配套为目标,以开发逻辑电路为主要产   品,初步建立集成电路工业基础及相关设备、仪器、材料的配套条件;
   1978年-1990年:主要引进美国二手设备,改善集成电路装备水平,在“治散治乱”的同时,以消费类整机作为配套重点,较好地解决了彩电集成电路的国产化;
   1990年-2000年:以908工程、909工程为重点,以CAD为突破口,抓好科技攻关和北方科研开发基地的建设,为信息产业服务,集成电路行业取得了新的发展。

5. 集成电路是什么一回事?

一、什么是集成电路 集成电路把电路所需要的晶体管、二极管、电阻器和电容器等元件用一定工艺方式制作在一小块硅片、玻璃或陶瓷衬底上,再用适当的工艺进行互连,然后封装在一个管壳内,使整个电路的体积大大缩小,引出线和焊接点的数目也大为减少,这就是集成电路。集成的设想出现在50年代末和60年代初,是采用硅平面技术和薄膜与厚膜技术来实现的。 二、用途 集成电路的种类很多,按其功能不同可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。前者用来产生、放大和处理各种模拟电信号;后者则用来产生、放大和处理各种数字电信号。所谓模拟信号,是指幅度随时间连续变化的信号。例如,人对着话筒讲话,话筒输出的音频电信号就是模拟信号,收音机、收录机、音响设备及电视机中接收、放大的音频信号、电视信号,也是模拟信号;所谓数字信号,是指在时间上和幅度上离散取值的信号,例如,电报电码信号,按一下电键,产生一个电信号,而产生的电信号是不连续的。这种不连续的电信号,一般叫做电脉冲或脉冲信号,也称为数字信号。 集成电路按照用途的分类可参见下表(未包括所有分类): 三、封装 四、规模 按集成度高低不同,可分为小规模、中规模、大规模及超大规模集成电路四类。对模拟集成电路,由于工艺要求较高、电路又较复杂,所以一般认为集成50个以下元器件为小规模集成电路,集成50-100个元器件为中规模集成电路,集成100个以上的元器件为大规模集成电路;对数字集成电路,一般认为集成1~10等效门/片或10~100个元件/片为小规模集成电路,集成10~100个等效门/片或100~1000元件/片为中规模集成电路,集成100~10,000个等效门/片或1000~100,000个元件/片为大规模集成电路,集成10,000以上个等效门/片或100,000以上个元件/片为超大规模集成电路。 五、工艺(integrated circuit technique ) 电子集成技术按工艺方法分为以硅平面工艺为基础的单片集成电路、以薄膜技术为基础的薄膜集成电路和以丝网印刷技术为基础的厚膜集成电路。 单片集成电路工艺——利用研磨、抛光、氧化、扩散、光刻、外延生长、蒸发等一整套平面工艺技术,在一小块硅单晶片上同时制造晶体管、二极管、电阻和电容等元件,并且采用一定的隔离技术使各元件在电性能上互相隔离。然后在硅片表面蒸发铝层并用光刻技术刻蚀成互连图形,使元件按需要互连成完整电路,制成半导体单片集成电路。随着单片集成电路从小、中规模发展到大规模、超大规模集成电路,平面工艺技术也随之得到发展。例如,扩散掺杂改用离子注入掺杂工艺;紫外光常规光刻发展到一整套微细加工技术,如采用电子束曝光制版、等离子刻蚀、反应离子铣等;外延生长又采用超高真空分子束外延技术;采用化学汽相淀积工艺制造多晶硅、二氧化硅和表面钝化薄膜;互连细线除采用铝或金以外,还采用了化学汽相淀积重掺杂多晶硅薄膜和贵金属硅化物薄膜,以及多层互连结构等工艺。  薄膜集成电路工艺——整个电路的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及其间的互连线,全部用厚度在1微米以下的金属、半导体、金属氧化物、多种金属混合相、合金或绝缘介质薄膜,并通过真空蒸发工艺、溅射工艺和电镀等工艺重叠构成。用这种工艺制成的集成电路称薄膜集成电路。薄膜集成电路中的晶体管采用薄膜工艺制作, 它的材料结构有两种形式:①薄膜场效应硫化镉和硒化镉晶体管,还可采用碲、铟、砷、氧化镍等材料制作晶体管;②薄膜热电子放大器。薄膜晶体管的可靠性差,无法与硅平面工艺制作的晶体管相比,因而完全由薄膜构成的电路尚无普遍的实用价值。实际应用的薄膜集成电路均采用混合工艺,也就是用薄膜技术在玻璃、微晶玻璃、镀釉或抛光氧化铝陶瓷基片上制备无源元件和电路元件间的互连线,再将集成电路、晶体管、二极管等有源器件的芯片和不便用薄膜工艺制作的功率电阻、大电容值的电容器、电感等元件用热压焊接、超声焊接、梁式引线或凸点倒装焊接等方式组装成一块完整电路。  厚膜集成电路工艺——用丝网印刷工艺将电阻、介质和导体涂料淀积在氧化铝、氧化铍陶瓷或碳化硅衬底上。淀积过程是使用一细目丝网,制作各种膜的图案。这种图案用照相方法制成,凡是不淀积涂料的地方,均用乳胶阻住网孔。氧化铝基片经过清洗后印刷导电涂料,制成内连接线、电阻终端焊接区、芯片粘附区、电容器的底电极和导体膜。制件经干燥后,在750~950℃间的温度焙烧成形,挥发掉胶合剂,烧结导体材料,随后用印刷和烧成工艺制出电阻、电容、跨接、绝缘体和色封层。有源器件用低共熔焊、再流焊、低熔点凸点倒装焊或梁式引线等工艺制作,然后装在烧好的基片上,焊上引线便制成厚膜电路。厚膜电路的膜层厚度一般为 7~40微米。用厚膜工艺制备多层布线的工艺比较方便,多层工艺相容性好,可以大大提高二次集成的组装密度。此外,等离子喷涂、火焰喷涂、印贴工艺等都是新的厚膜工艺技术。与薄膜集成电路相仿,厚膜集成电路由于厚膜晶体管尚不能实用,实际上也是采用混合工艺。 单片集成电路、薄膜、厚膜集成电路这三种工艺方式各有特点,可以互相补充。通用电路和标准电路的数量大,可采用单片集成电路。需要量少的或是非标准电路,一般选用混合工艺方式,也就是采用标准化的单片集成电路,加上有源和无源元件的混合集成电路。厚膜、薄膜集成电路在某些应用中是互相交叉的。厚膜工艺所用工艺设备比较简易,电路设计灵活,生产周期短,散热良好,所以在高压、大功率和无源元件公差要求不太苛刻的电路中使用较为广泛。另外,由于厚膜电路在工艺制造上容易实现多层布线,在超出单片集成电路能力所及的较复杂的应用方面,可将大规模集成电路芯片组装成超大规模集成电路,也可将单功能或多功能单片集成电路芯片组装成多功能的部件甚至小的整机。 单片集成电路除向更高集成度发展外,也正在向着大功率、线性、高频电路和模拟电路方面发展。不过,在微波集成电路、较大功率集成电路方面,薄膜、厚膜混合集成电路还具有优越性。在具体的选用上,往往将各类单片集成电路和厚膜、薄膜集成工艺结合在一起,特别如精密电阻网络和阻容网络基片粘贴于由厚膜电阻和导带组装成的基片上,装成一个复杂的完整的电路。必要时甚至可配接上个别超小型元件,组成部件或整机。

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集成电路是什么一回事?

6. 集成电路是什么?

一块集成电路,小的只有一二平方毫米,大的不过以平方厘米计。这种小芯片却以其信息含量大、发展迅捷和渗透力强,成为当今信息技术的核心和本世纪最重要和最有影响力的产品。在它问世之初,人们根本没有想到,这个不起眼的小东西,竟会引发一场真正的信息革命。
1948年6月30日,美国贝尔实验室发明了世界上第一台晶体管收音机。时隔十年,1958年,美国人基尔比,用硅材料做了三个电阻,一个硅功率晶体管,另用涂敷金属的方法,做了一个电容器。再把它们用很细的金属丝连接起来,安装在一块很小的锗半导体片上。这一发明,为以后日渐精密的集成电路奠定了基础。
从第一块集成电路诞生以来,集成电路平均每三年更新一代,集成度则提高四倍。与此相伴的,是以集成电路为主要元件的其它电子产品,体积相应大大缩减,成本不断降低,从而得到更广泛地普及。
IBM公司新近推出的一种便携式电脑,兼有大哥大和电脑笔记本功能,重量却只有510克。照此下去,不远的将来,钢笔式大哥大、袖珍收音机般的电脑,完全可以实现。
最有希望的新技术,是“纳米技术”。研究如何应用原子、分子现象及其结构信息的高技术。这一技术将把大规模集成电路线条宽度从微米级降到纳米量度,制造出高密度的存储器,并用此制出“纳米计算机”。

7. 什么是集成电路?

集成电路是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构。
其中所有元件在结构上已组成一个整体,使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。集成电路发明者为杰克·基尔比(基于锗(Ge)的集成电路)和罗伯特·诺伊思(基于硅(Si)的集成电路)。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。

功能结构:
集成电路,又称为IC,按其功能、结构的不同,可以分为模拟集成电路、数字集成电路和数/模混合集成电路三大类。
模拟集成电路又称线性电路,用来产生、放大和处理各种模拟信号(指幅度随时间变化的信号。例如半导体收音机的音频信号、录放机的磁带信号等),其输入信号和输出信号成比例关系。而数字集成电路用来产生、放大和处理各种数字信号(指在时间上和幅度上离散取值的信号。例如5G手机、数码相机、电脑CPU、数字电视的逻辑控制和重放的音频信号和视频信号)。
制作工艺:
集成电路按制作工艺可分为半导体集成电路和膜集成电路。
膜集成电路又分类厚膜集成电路和薄膜集成电路。

什么是集成电路?

8. 什么叫做集成电路

集成电路(integrated circuit)是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体,使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。集成电路发明者为杰克·基尔比(基于锗(Ge)的集成电路)和罗伯特·诺伊思(基于硅(Si)的集成电路)。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。
集成电路或称微电路(microcircuit)、 微芯片(microchip)、芯片(chip)在电子学中是一种把电路(主要包括半导体装置,也包括被动元件等)小型化的方式,并通常制造在半导体晶圆表面上。
前述将电路制造在半导体芯片表面上的集成电路又称薄膜(thin-film)集成电路。另有一种厚膜(thick-film)混成集成电路(hybrid integrated circuit)是由独立半导体设备和被动元件,集成到衬底或线路板所构成的小型化电路。
单片(monolithic)集成电路,即薄膜集成电路。
集成电路具有体积小,重量轻,引出线和焊接点少,寿命长,可靠性高,性能好等优点,同时成本低,便于大规模生产。它不仅在工、民用电子设备如收录机、电视机、计算机等方面得到广泛的应用,同时在军事、通讯、遥控等方面也得到广泛的应用。用集成电路来装配电子设备,其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍,设备的稳定工作时间也可大大提高。
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