當(dāng)前位置:首頁(yè) > 百科知識(shí) > 電子工程 > 正文

集成電路

集成電路(integrated circuit,港臺(tái)稱(chēng)之為積體電路)是一種微型電子器件或部件。采用一定的工藝,把一個(gè)電路中所需的晶體管、二極管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起,制作在一小塊或幾小塊半導(dǎo)體晶片或介質(zhì)基片上,然后封裝在一個(gè)管殼內(nèi),成為具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu);其中所有元件在結(jié)構(gòu)上已組成一個(gè)整體,這樣,整個(gè)電路的體積大大縮小,且引出線和焊接點(diǎn)的數(shù)目也大為減少,從而使電子元件向著微小型化、低功耗和高可靠性方面邁進(jìn)了一大步。 它在電路中用字母“IC”(也有用文字符號(hào)“N”等)表示。

集成電路特點(diǎn)

集成電路具有體積小,重量輕,引出線和焊接點(diǎn)少,壽命長(zhǎng),可靠性高,性能好等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)成本低,便于大規(guī)模 生產(chǎn)。它不僅在工、民用電子設(shè)備如收錄機(jī)、電視機(jī)、計(jì)算機(jī)等方面得到廣泛的應(yīng)用,同時(shí)在軍事、通訊、遙控等 方面也得到廣泛的應(yīng)用。用集成電路來(lái)裝配電子設(shè)備,其裝配密度比晶體管可提高幾十倍至幾千倍,設(shè)備的穩(wěn)定工作時(shí)間也可大大提高。

集成電路的分類(lèi)

(一)按功能結(jié)構(gòu)分類(lèi)   

集成電路按其功能、結(jié)構(gòu)的不同,可以分為模擬集成電路、數(shù)字集成電路和數(shù)/?;旌霞呻娐啡箢?lèi)。   模擬集成電路又稱(chēng)線性電路,用來(lái)產(chǎn)生、放大和處理各種模擬信號(hào)(指幅度隨時(shí)間邊疆變化的信號(hào)。例如半導(dǎo)體收音機(jī)的音頻信號(hào)、錄放機(jī)的磁帶信號(hào)等),其輸入信號(hào)和輸出信號(hào)成比例關(guān)系。而數(shù)字集成電路用來(lái)產(chǎn)生、放大和處理各種數(shù)字信號(hào)(指在時(shí)間上和幅度上離散取值的信號(hào)。例如VCD、DVD重放的音頻信號(hào)和視頻信號(hào))。    

(二)按制作工藝分類(lèi)

 集成電路按制作工藝可分為半導(dǎo)體集成電路和薄膜集成電路。   膜集成電路又分類(lèi)
厚膜集成電路和薄膜集成電路。

(三)按集成度高低分類(lèi)

 集成電路按集成度高低的不同可分為小規(guī)模集成電路、中規(guī)模集成電路、大規(guī)模集
成電路、超大規(guī)模集成電路、特大規(guī)模集成電路和巨大規(guī)模集成電路。  
 

(四)按導(dǎo)電類(lèi)型不同分類(lèi)

集成電路按導(dǎo)電類(lèi)型可分為雙極型集成電路和單極型集成電路,他們都是數(shù)字集成電路?!‰p極型集成電路的制作工藝復(fù)雜,功耗較大,代表集成電路有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等類(lèi)型。單極型集成電路的制作工藝簡(jiǎn)單,功耗也較低,易于制成大規(guī)模集成電路,代表集成電路有CMOS、NMOS、PMOS等類(lèi)
型。   

(五)按用途分類(lèi)

集成電路按用途可分為電視機(jī)用集成電路、音響用集成電路、影碟機(jī)用集成電路、錄像機(jī)用集成電路、電腦(微機(jī))用集成電路、電子琴用集成電路、通信用集成電路、照相機(jī)用集成電路、遙控集成電路 、語(yǔ)言集成電路、報(bào)警器用集成電路及各種專(zhuān)用集成電路。 1.電視機(jī)用集成電路包括行、場(chǎng)掃描集成電路、中放集成電路、伴音集成電路、彩色解碼集成電路、AV/TV轉(zhuǎn)換集成電路、開(kāi)關(guān)電源集成電路、遙控集成電路、麗音解 碼集成電路、畫(huà)中畫(huà)處理集成電路、微處理器(CPU)集成電路、存儲(chǔ)器集成電路等。 2.音響用集成電路包括AM/FM高中頻電路、立體聲解碼電路、音頻前置放大電路、音頻運(yùn)算放大集成電路、音頻功率放大集成電路、環(huán)繞 聲處理集成電路、電平驅(qū)動(dòng)集成電路,電子音量控制集成電路、延時(shí)混響集成電路、電子開(kāi)關(guān)集成電路等。    3.影碟機(jī)用集成電路有系統(tǒng)控制集成電路、視頻編碼集成電路、MPEG解碼集成電路、音頻信號(hào)處理集成電路、音響效果集成電路、RF信號(hào)處理集成電路、數(shù)字信號(hào)處理集成電路、伺服集成電路、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)集成電路等。 4. 錄像機(jī)用集成電路有系統(tǒng)控制集成電路、伺服集成電路、驅(qū)動(dòng)集成電路、音頻處理集成電路、視頻處理集成電路。   

(六)按應(yīng)用領(lǐng)域分   

集成電路按應(yīng)用領(lǐng)域可分為標(biāo)準(zhǔn)通用集成電路和專(zhuān)用集成電路。   

(七)按外形分

 集成電路按外形可分為圓形(金屬外殼晶體管封裝型,一般適合用于大功率)、扁平型(穩(wěn)定性好
,體積小)和雙列直插型.

集成電路發(fā)展簡(jiǎn)史

1.世界集成電路的發(fā)展歷史    

1947年:貝爾實(shí)驗(yàn)室肖克萊等人發(fā)明了晶體管,這是微電子技術(shù)發(fā)展中第一個(gè)里程碑;   

1950年:結(jié)型晶體管誕生;   

1950年: R Ohl和肖特萊發(fā)明了離子注入工藝;   

1951年 :場(chǎng)效應(yīng)晶體管發(fā)明;   

1956年:C S Fuller發(fā)明了擴(kuò)散工藝;   

1958年:仙童公司Robert Noyce與德儀公 司基爾比間隔數(shù)月分別發(fā)明了集成電路,開(kāi)創(chuàng)了世界微電子學(xué)的歷史;   

1960年:H H Loor和E Castellani發(fā)明了光刻工藝;   1962年:美國(guó)RCA公司研制出MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管;   

1963年:F.M.Wanlass和C.T.Sah首次提出CMOS技術(shù),今天,95%以上的集成電路芯片都是基于CMOS工藝;   

1964年:Intel摩爾提出摩爾定律,預(yù)測(cè)晶 體管集成度將會(huì)每18個(gè)月增加1倍;   

1966年:美國(guó)RCA公司研制出CMOS集成電路,并研制出第一塊門(mén)陣列(50 門(mén));   

1967年:應(yīng)用材料公司(Applied Materials)成立,現(xiàn)已成為全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備制造公司;   
 

1971年:Intel推出1kb動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(DRAM),標(biāo)志著大規(guī)模集成電路出現(xiàn);   

1971年:全球第一個(gè)微處理器4004由Intel公司推出,采用的是MOS工藝,這是一個(gè)里程碑式的發(fā)明;   

1974年:RCA公司推出第一個(gè)CMOS 微處理器1802;   

1976年:16kb DRAM和4kb SRAM問(wèn)世;   

1978年:64kb動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器誕生,不足0.5平方厘米的硅片上集成了14萬(wàn)個(gè)晶體管,標(biāo)志著超大規(guī)模集成電路(VLSI)時(shí)代的來(lái)臨;   

1979年:Intel推出5MHz 8088微處理器,之后,IBM基于8088推出全球第一臺(tái)PC;   

1981年:256kb DRAM和64kb CMOS SRAM問(wèn)世;    

1984年:日本宣布推出1Mb DRAM和256kb SRAM;   

1985年:80386微處理器問(wèn)世,20MHz;   

1988年:16MDRAM問(wèn)世,1平方厘米大小的硅片上集成有3500萬(wàn)個(gè)晶體管,標(biāo)志著進(jìn)入超大規(guī)模集成電路(VLSI)階段;    
 

1989年:1Mb DRAM進(jìn)入市場(chǎng);   

1989年:486微處理器推出,25MHz,1μm工藝,后來(lái)50MHz芯片采用 0.8μm工藝;   

1992年:64M位隨機(jī)存儲(chǔ)器問(wèn)世;   1993年:66MHz奔騰處理器推出,采用0.6μm工藝;   

1995 年:Pentium Pro, 133MHz,采用0.6-0.35μm工藝;   

1997年:300MHz奔騰Ⅱ問(wèn)世,采用0.25μm工藝;    
 

1999年:奔騰Ⅲ問(wèn)世,450MHz,采用0.25μm工藝,后采用0.18μm工藝;   

2000年: 1Gb RAM投放市場(chǎng);    
 

2000年:奔騰4問(wèn)世,1.5GHz,采用0.18μm工藝;   

2001年:Intel宣布2001年下半年采用0.13μm工藝。    

2003年:奔騰4 E系列推出,采用90nm工藝。   2005年:intel 酷睿2系列上市,采用65nm工藝。   

2007年 :基于全新45納米High-K工藝的intel酷睿2 E7/E8/E9上市。   

2009年:intel酷睿i系列全新推出,創(chuàng)紀(jì)錄采用了領(lǐng)先的32納米工藝,并且下一代22納米工藝正在研發(fā)。   

2.我國(guó)集成電路的發(fā)展歷史   

我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)誕生于六十年代,共經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段:   

1965年-1978年:以計(jì)算機(jī)和軍工配套為目標(biāo),以開(kāi)發(fā)邏輯電路為
主要產(chǎn) 品,初步建立集成電路工業(yè)基礎(chǔ)及相關(guān)設(shè)備、儀器、材料的配套條件;   

1978年-1990年:主要引進(jìn)美
國(guó)二手設(shè)備,改善集成電路裝備水平,在“治散治亂”的同時(shí),以消費(fèi)類(lèi)整機(jī)作為配套重點(diǎn),較好地解決了彩電集
成電路的國(guó)產(chǎn)化;   

1990年-2000年:以908工程、909工程為重點(diǎn),以CAD為突破口,抓好科技攻關(guān)和北方科研
開(kāi)發(fā)基地的建設(shè),為信息產(chǎn)業(yè)服務(wù),集成電路行業(yè)取得了新的發(fā)展。

集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

近幾年,中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)取得了飛速發(fā)展。中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn),即使在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)陷入有史以來(lái)程度最嚴(yán)重的低迷階段時(shí),中國(guó)集成電路市場(chǎng)仍保持了兩位數(shù)的年增長(zhǎng)率,憑借巨大的市場(chǎng)需求、較低的生產(chǎn)成本、豐富的人力資源,以及經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展和寬松的政策環(huán)境等眾多優(yōu)勢(shì)條件,以京津唐地區(qū)、長(zhǎng)江三角洲地區(qū)和珠江三角洲地區(qū)為代表的產(chǎn)業(yè)基地迅速發(fā)展壯大,制造業(yè)、設(shè)計(jì)業(yè)和封裝業(yè)等集成電路產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)逐步完善。   2006年中國(guó)集成電路市場(chǎng)銷(xiāo)售額為4862.5億元,同比增長(zhǎng)27.8%。其中IC設(shè)計(jì)業(yè)年銷(xiāo)售額為186.2億元,比2005年增長(zhǎng)49.8%。   2007年中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到1251.3億元,同比增長(zhǎng)24.3%,集成電路市場(chǎng)銷(xiāo)售額為5623.7億元,同比增長(zhǎng)18.6%。而計(jì)算機(jī)類(lèi)、消費(fèi)類(lèi)、網(wǎng)絡(luò)通信類(lèi)三大領(lǐng)域占中國(guó)集成電路市場(chǎng)的88.1%。   目前,中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了IC設(shè)計(jì)、制造、封裝測(cè)試三業(yè)及支撐配套業(yè)共同發(fā)展的較為完善的產(chǎn)業(yè)鏈格局,隨著IC設(shè)計(jì)和芯片制造行業(yè)的迅猛發(fā)展,國(guó)內(nèi)集成電路價(jià)值鏈格局繼續(xù)改變,其總體趨勢(shì)是設(shè)計(jì)業(yè)和芯片制造業(yè)所占比例迅速上升。

集成電路板

集成電路板是什么?   集成電路板是采用半導(dǎo)體制作工藝,在一塊較小的單晶硅片上制作上許多晶體管及電阻器、電容器等元器件,并按照多層布線或遂道布線的方法將元器件組合成完整的電子電路。它在電路中用字母“IC ”(也有用文字符號(hào)“N”等)表示。   

(一)按功能結(jié)構(gòu)分類(lèi)   集成電路板按其功能、結(jié)構(gòu)的不同,可以分為模擬集成電路板和數(shù)字兩大類(lèi)。   模擬用來(lái)產(chǎn)生、放大和處理各種模擬信號(hào)(指幅度隨時(shí)間連續(xù)變化的信號(hào))。例如半導(dǎo)體收音機(jī)的音頻信號(hào)、錄放機(jī)的磁帶信號(hào)等),而數(shù)字用來(lái)產(chǎn)生、放大和處理各種數(shù)字信號(hào)(指在時(shí)間上和幅度上離散取值的信號(hào)。例如VCD、DVD重放的音頻信號(hào)和視頻信號(hào))。   

(二)按制作工藝分類(lèi)   按制作工藝可分為半導(dǎo)體和薄膜。   膜又分類(lèi)厚膜和薄膜。   

(三)按集成度高低分類(lèi)   按集成度高低的不同可分為小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模和超大規(guī)模。   

(四)按導(dǎo)電類(lèi)型不同分類(lèi)   按導(dǎo)電類(lèi)型可分為雙極型和單極型。   雙極型的制作工藝復(fù)雜,功耗較大,代表有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等類(lèi)型。單極型的制作工藝簡(jiǎn)單,功耗也較低,易于制成大規(guī)模,代表有CMOS 、NMOS、PMOS等類(lèi)型。   

(五)按用途分類(lèi)   按用途可分為電視機(jī)用。音響用、影碟機(jī)用、錄像機(jī)用、電腦(微機(jī))用、電子琴用、通信用、照相機(jī)用、遙控、語(yǔ)言、報(bào)警器用及各種專(zhuān)用。   電視機(jī)用包括行、場(chǎng)掃描、中放、伴音、彩色解碼、AV/TV轉(zhuǎn)換、開(kāi)關(guān)電源、遙控、麗音解碼、畫(huà)中畫(huà)處理、微處理器(CPU)、存儲(chǔ)器等。   音響用包括AM/FM高中頻電路、立體聲解碼電路、音頻前置放大電路、音頻運(yùn)算放大、音頻功率放大、環(huán)繞聲處理、電平驅(qū)動(dòng)、電子音量控制、延時(shí)混響、電子開(kāi)關(guān)等。   影碟機(jī)用有系統(tǒng)控制、視頻編碼、MPEG解碼、音頻信號(hào)處理、音響效果、RF 信號(hào)處理、數(shù)字信號(hào)處理、伺服、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)等。   錄像機(jī)用有系統(tǒng)控制、伺服、驅(qū)動(dòng)、音頻處理、視頻處理。
 


內(nèi)容來(lái)自百科網(wǎng)