全面诠释集成电路产业链及相关技术

编者注: 如今，集成电路已在所有电子设备中广泛使用，并推动了电子时代的到来. 媒体，教育，娱乐，医疗，军事，通信等领域的发展离不开高性能电路设备的集成，本文将对集成电路的一些基本工艺和技术进行相关的科普研究.

本文从概念开始，从多个维度全面解释了集成电路产业链和相关技术介绍，以便每个人都可以阅读本文，并对集成电路的一些基本工艺和技术有一个简单的了解:

本文引用地址:

集成电路: 从发明到应用

集成电路（IC）是指经过特殊电路设计和半导体加工技术而集成在小型半导体（例如硅，锗等）晶片上的一组微型电子电路. 在IC广泛使用之前，传统的分立电路主要由电线连接的单个电路组件组成. 与集成电路相反，单片集成电路可以比具有相同功能的分立电路小几倍；在结构上，IC非常紧凑，以人类指甲面积的大小，最多可以容纳数十亿个晶体管和其他组件. 半导体的卓越技术性能，半导体器件制造技术的飞速发展，集成电路的高效批量生产以及使用结构单元的电路设计方法，使标准化集成电路能够迅速取代传统的电路设计，而传统的电路设计则采用了分立元件. 过去.

IC的巨大技术优势体现在两个方面: 成本和性能. 通过光刻技术将芯片印刷为一个单元，并且使用了极少材料的封装技术，从而大大降低了成本；组件的小尺寸和紧密的排列使信息交换速度极快，产生的能量更少，其工作性能也非常好.

离散电路和集成电路产品

图1的左侧是典型的分立放大器电路，其电路板面积为12880平方毫米，具有62个晶体管. 英特尔酷睿i7 CPU的右侧核心面积为159.8平方毫米，约有14.8亿个晶体管.

集成电路已经在所有电子设备中广泛使用，并促进了电子时代的到来. 媒体，教育，娱乐，医疗，军事，通信等领域的发展离不开具有优异性能的集成电路器件. 同时，由于IC的低成本和高性能，计算机，手机和其他家用电器已成为当今社会生活中不可或缺的一部分.

（1）集成电路的发明与发展

1947年底，第一个晶体管问世. 它们也是活动组件. 与真空管相比，晶体管具有体积小，能耗低，性能优越的特点. 他们还克服了脆弱的真空管的缺点，使其迅速成为新兴行业. 在实际使用中，由于需要一一制作晶体管集成电路产业链，因此由它们组成的分立电路也非常复杂和庞大，在使用中带来很多不便. 因此在1952年集成电路产业链，英国的Dummer提出了集成电路的构想，其突破之处是德州仪器（TI）的Kilby在1958年开发了世界上第一个基于锗晶体的IC，但是Kilby使用极细的金属线作为连接线. 在这种情况下，很难批量生产IC. 1959年初，仙童（Fairchild）的Noyce用光了. 雕刻技术在硅基板上制造了金属铝布线，因此可以通过平面工艺制造整个IC. 在此基础上，有可能以工业方式生产IC，因此这两者被认为是集成电路的共同发明者.

根据集成电路技术实现的特定功能，集成电路可以分为三类: 模拟集成电路，数字集成电路和数字/模拟混合集成电路.

模拟集成电路，也称为线性电路，用于生成，放大和处理各种模拟信号（幅度随时间变化）. 它们的输入信号和输出信号成比例关系，并用于各种模拟信号处理单元，放大器，滤波器，调制解调器等.

数字集成电路处理各种数字信号（时间和幅度的离散值），应用领域非常广泛，例如计算机CPU，存储器和各种电器的微控制器.

数字/模拟混合集成电路通过在同一电路系统中进行信号转换，结合模拟和数字单元来实现复杂的技术控制功能，基于该技术的SoC（片上系统）现在已成为IC的其中之一. 该领域最有发展潜力的方向.

模拟，数字，数模混合电路代表产品

左图是模拟电路的代表产品-采用模拟信号传输技术的通信雷达站，中图是数字电路的代表产品-实现超高速数字的家用超级计算机操作功能，右图是SoC（系统级芯片）原理图.

由于数字集成电路具有数字运算和逻辑处理的功能，因此该技术被广泛用于现代集成电路芯片制造领域. 其中，CMOS数字集成电路已成为构建特殊计算，逻辑和控制电路的主流技术.

从时间的角度来看，在技术发展的早期阶段，简单的集成电路受到技术规模的限制，单个芯片通常只能携带几个晶体管. 电路集成度太低也意味着芯片设计过程非常简单，制造产量极低. 随着技术的进步，可以在芯片上放置数十亿个晶体管. 好的电路设计需要仔细的电路规划，这使得新的电路设计方法也得以快速发展.

不同时期的芯片集成

本文来自电脑杂谈，转载请注明本文网址：
http://www.pc-fly.com/a/tongxinshuyu/article-238898-1.html