集成電路是什么意思

集成電路是什么意思

集成電路對(duì)一般人來(lái)說(shuō)也許會(huì)有陌生感，但其實(shí)我們和它打交道的機(jī)會(huì)很多。計(jì)算機(jī)、電視機(jī)、手機(jī)、網(wǎng)站、取款機(jī)等等，數(shù)不勝數(shù)。除此之外在航空航天、星際飛行、醫(yī)療衛(wèi)生、交通運(yùn)輸、武器裝備等許多領(lǐng)域，幾乎都離不開(kāi)集成電路的應(yīng)用，當(dāng)今世界，說(shuō)它無(wú)孔不入并不過(guò)分。在當(dāng)今這信息化的社會(huì)中，集成電路已成為各行各業(yè)實(shí)現(xiàn)信息化、 智能化的基礎(chǔ)。無(wú)論是在軍事還是民用上，它已起著不可替代的作用。

集成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、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，使電子元件向著微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面邁進(jìn)了一大步。它在電路中用字母“IC”表示。集成電路發(fā)明者為杰克·基爾比（基于鍺的集成電路）和羅伯特·諾伊思（基于硅的集成電路）。

是20世紀(jì)50年代后期一60年代發(fā)展起來(lái)的一種新型半導(dǎo)體器件。它是經(jīng)過(guò)氧化、光刻、擴(kuò)散、外延、蒸鋁等半導(dǎo)體制造工藝，把構(gòu)成具有一定功能的電路所需的半導(dǎo)體、電阻、電容等元件及它們之間的連接導(dǎo)線全部集成在一小塊硅片上，然后焊接封裝在一個(gè)管殼內(nèi)的電子器件。其封裝外殼有圓殼式、扁平式或雙列直插式等多種形式。集成電路技術(shù)包括芯片制造技術(shù)與設(shè)計(jì)技術(shù)，主要體現(xiàn)在加工設(shè)備，加工工藝，封裝測(cè)試，批量生產(chǎn)及設(shè)計(jì)創(chuàng)新的能力上。

為什么會(huì)產(chǎn)生集成電路？

我們知道任何發(fā)明創(chuàng)造背后都是有驅(qū)動(dòng)力的，而驅(qū)動(dòng)力往往來(lái)源于問(wèn)題。那么集成電路產(chǎn)生之前的問(wèn)題是什么呢？我們看一下1942年在美國(guó)誕生的世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)，它是一個(gè)占地150平方米、重達(dá)30噸的龐然大物，里面的電路使用了17468只電子管、7200只電阻、10000只電容、50萬(wàn)條線，耗電量150千瓦。顯然，占用面積大、無(wú)法移動(dòng)是它最直觀和突出的問(wèn)題；如果能把這些電子元件和連線集成在一小塊載體上該有多好！我們相信，有很多人思考過(guò)這個(gè)問(wèn)題，也提出過(guò)各種想法。

典型的如英國(guó)雷達(dá)研究所的科學(xué)家達(dá)默，他在1952年的一次會(huì)議上提出：可以把電子線路中的分立元器件，集中制作在一塊半導(dǎo)體晶片上，一小塊晶片就是一個(gè)完整電路，這樣一來(lái)，電子線路的體積就可大大縮小，可靠性大幅提高。這就是初期集成電路的構(gòu)想，晶體管的發(fā)明使這種想法成為了可能，1947年在美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室制造出來(lái)了第一個(gè)晶體管，而在此之前要實(shí)現(xiàn)電流放大功能只能依靠體積大、耗電量大、結(jié)構(gòu)脆弱的電子管。晶體管具有電子管的主要功能，并且克服了電子管的上述缺點(diǎn)，因此在晶體管發(fā)明后，很快就出現(xiàn)了基于半導(dǎo)體的集成電路的構(gòu)想，也就很快發(fā)明出來(lái)了集成電路。杰克·基爾比和羅伯特·諾伊斯在1958~1959期間分別發(fā)明了鍺集成電路和硅集成電路。

集成電路發(fā)展歷程

集成電路的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，以下以時(shí)間順序，簡(jiǎn)述它的發(fā)展過(guò)程：

1906年，第一個(gè)電子管誕生；

1912年前后，電子管的制作日趨成熟引發(fā)了無(wú)線電技術(shù)的發(fā)展；

1918年前后，逐步發(fā)現(xiàn)了半導(dǎo)體材料；

1920年，發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體材料所具有的光敏特性；

1932年前后，運(yùn)用量子學(xué)說(shuō)建立了能帶理論研究半導(dǎo)體現(xiàn)象（這也為經(jīng)典工藝所能達(dá)到的集成尺寸極限下了定論——7NM）；

1946年，威廉。肖克利（硅谷創(chuàng)始人，杰出的電子工藝學(xué)家，物理學(xué)家）的研發(fā)小組成功研發(fā)半導(dǎo)體晶體管，使得IC大規(guī)模地發(fā)揮熱力奠定了基礎(chǔ)；

1956年，硅臺(tái)面晶體管問(wèn)世；

1960年12月，世界上第一塊硅集成電路制造成功；

1966年，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室使用比較完善的硅外延平面工藝制造成第一塊公認(rèn)的大規(guī)模集成電路；

1988年，16M DRAM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)模集成電路階段的更高階段；

1997年，300MHz奔騰Ⅱ問(wèn)世，采用0.25μｍ工藝，奔騰系列芯片的推出讓計(jì)算機(jī)的發(fā)展如虎添翼，發(fā)展速度讓人驚嘆；

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)。集成電路制作工藝的日益成熟和各集成電路廠商的不斷競(jìng)爭(zhēng)，使集成電路發(fā)揮了它更大的功能，更好的服務(wù)于社會(huì)。由此集成電路從產(chǎn)生到成熟大致經(jīng)歷了如下過(guò)程：

電子管——晶體管——集成電路——超大規(guī)模集成電路。