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集成電路

集成電路(integrated circuit,港臺稱(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(xiàn)互連一起,制作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質(zhì)基片上,然后封裝在一個(gè)管殼內,成為具有所需電路功能的微型結構;其中所有元件在結構上已組成一個(gè)整體,這樣,整個(gè)電路的體積大大縮小,且引出線(xiàn)和焊接點(diǎn)的數目也大為減少,從而使電子元件向著(zhù)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“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(xiàn)和焊接點(diǎn)少,壽命長(cháng),可靠性高,性能好等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)成本低,便于大規模 生產(chǎn)。它不僅在工、民用電子設備如收錄機、電視機、計算機等方面得到廣泛的應用,同時(shí)在軍事、通訊、遙控等 方面也得到廣泛的應用。用集成電路來(lái)裝配電子設備,其裝配密度比晶體管可提高幾十倍至幾千倍,設備的穩定工作時(shí)間也可大大提高。

集成電路的分類(lèi)

(一)按功能結構分類(lèi)   

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

(二)按制作工藝分類(lèi)

 集成電路按制作工藝可分為半導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模集成電路、中規模集成電路、大規模集
成電路、超大規模集成電路、特大規模集成電路和巨大規模集成電路。  
 

(四)按導電類(lèi)型不同分類(lèi)

集成電路按導電類(lèi)型可分為雙極型集成電路和單極型集成電路,他們都是數字集成電路?!‰p極型集成電路的制作工藝復雜,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用集成電路、音響用集成電路、影碟機用集成電路、錄像機用集成電路、電腦(微機)用集成電路、電子琴用集成電路、通信用集成電路、照相機用集成電路、遙控集成電路 、語(yǔ)言集成電路、報警器用集成電路及各種專(zhuān)用集成電路。 1.電視機用集成電路包括行、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.影碟機用集成電路有系統控制集成電路、視頻編碼集成電路、MPEG解碼集成電路、音頻信號處理集成電路、音響效果集成電路、RF信號處理集成電路、數字信號處理集成電路、伺服集成電路、電動(dòng)機驅動(dòng)集成電路等。 4. 錄像機用集成電路有系統控制集成電路、伺服集成電路、驅動(dòng)集成電路、音頻處理集成電路、視頻處理集成電路。   

(六)按應用領(lǐng)域分   

集成電路按應用領(lǐng)域可分為標準通用集成電路和專(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)效應晶體管發(fā)明;   

1956年:C S Fuller發(fā)明了擴散工藝;   

1958年:仙童公司Robert Noyce與德儀公 司基爾比間隔數月分別發(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RCA公司研制出MOS場(chǎng)效應晶體管;   

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,預測晶 體管集成度將會(huì )每18個(gè)月增加1倍;   

1966年:美國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:應用材料公司(Applied Materials)成立,現已成為全球最大的半導體設備制造公司;   
 

1971年:Intel推出1kb動(dòng)態(tài)隨機存儲器(DRAM),標志著(zhù)大規模集成電路出現;   

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)隨機存儲器誕生,不足0.5平方厘米的硅片上集成了14萬(wàn)個(gè)晶體管,標志著(zhù)超大規模集成電路(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,標志著(zhù)進(jìn)入超大規模集成電路(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位隨機存儲器問(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.我國集成電路的發(fā)展歷史   

我國集成電路產(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:以計算機和軍工配套為目標,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)基礎及相關(guān)設備、儀器、材料的配套條件;   

1978年-1990年:主要引進(jìn)美
國二手設備,改善集成電路裝備水平,在“治散治亂”的同時(shí),以消費類(lèi)整機作為配套重點(diǎn),較好地解決了彩電集
成電路的國產(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,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,中國集成電路產(chǎn)業(yè)取得了飛速發(fā)展。中國集成電路產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為全球半導體產(chǎn)業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn),即使在全球半導體產(chǎn)業(yè)陷入有史以來(lái)程度最嚴重的低迷階段時(shí),中國集成電路市場(chǎng)仍保持了兩位數的年增長(cháng)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)濟的穩定發(fā)展和寬松的政策環(huán)境等眾多優(yōu)勢條件,以京津唐地區、長(cháng)江三角洲地區和珠江三角洲地區為代表的產(chǎn)業(yè)基地迅速發(fā)展壯大,制造業(yè)、設計業(yè)和封裝業(yè)等集成電路產(chǎn)業(yè)各環(huán)節逐步完善。   2006年中國集成電路市場(chǎng)銷(xiāo)售額為4862.5億元,同比增長(cháng)27.8%。其中IC設計業(yè)年銷(xiāo)售額為186.2億元,比2005年增長(cháng)49.8%。   2007年中國集成電路產(chǎn)業(yè)規模達到1251.3億元,同比增長(cháng)24.3%,集成電路市場(chǎng)銷(xiāo)售額為5623.7億元,同比增長(cháng)18.6%。而計算機類(lèi)、消費類(lèi)、網(wǎng)絡(luò )通信類(lèi)三大領(lǐng)域占中國集成電路市場(chǎng)的88.1%。   目前,中國集成電路產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了IC設計、制造、封裝測試三業(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(zhù)IC設計和芯片制造行業(yè)的迅猛發(fā)展,國內集成電路價(jià)值鏈格局繼續改變,其總體趨勢是設計業(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(xiàn)或遂道布線(xiàn)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“N”等)表示。   

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

(二)按制作工藝分類(lèi)   按制作工藝可分為半導體和薄膜。   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模、中規模、大規模和超大規模。   

(四)按導電類(lèi)型不同分類(lèi)   按導電類(lèi)型可分為雙極型和單極型。   雙極型的制作工藝復雜,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用。音響用、影碟機用、錄像機用、電腦(微機)用、電子琴用、通信用、照相機用、遙控、語(yǔ)言、報警器用及各種專(zhuān)用。   電視機用包括行、場(chǎng)掃描、中放、伴音、彩色解碼、AV/TV轉換、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、音頻運算放大、音頻功率放大、環(huán)繞聲處理、電平驅動(dòng)、電子音量控制、延時(shí)混響、電子開(kāi)關(guān)等。   影碟機用有系統控制、視頻編碼、MPEG解碼、音頻信號處理、音響效果、RF 信號處理、數字信號處理、伺服、電動(dòng)機驅動(dòng)等。   錄像機用有系統控制、伺服、驅動(dòng)、音頻處理、視頻處理。
 


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