集成電路(Integrated Gircuit, IC)是指通過一系列特定的加工工藝,將晶體管、二極管等有源器件和電阻器、電容器等無源元件,按照一定的電路互連,~集成,在半導體(如硅或砷化鎵等化合物)晶片上,封裝在一個外殼內(nèi),執(zhí)行特定功能的電路或系統(tǒng)。
集成電路由美國德州儀器公司(Texas Instruments, TI)的基爾比(Jack S.Kilby)和仙童公司(Fairchild Co.)的諾伊斯(Robert N. Noyce)分別于 1958年和1959年發(fā)明。至2018 年,集成電路技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)度過了 60個春秋。
集成電路自發(fā)明以來,經(jīng)過20世紀 60年代和70 年代的發(fā)展,逐步形成了集成電路產(chǎn)業(yè)。1965年,仙童公司的戈登 ?摩爾(Cordon E. Moore)在《電子學》雜志上發(fā)表了對集成電路技術(shù)發(fā)展的預測,他認為,在“最低元件成本下集成電路的復雜度大約每年增長一倍”,這就是最初的“摩爾定律”。1975年摩爾將上述“每年增長一倍”的推斷進行了修正,改為每兩年增長一倍。迄今CPU 上晶體管數(shù)目的變化與摩爾的預測相符,而存儲器上晶體管的數(shù)目大約每18 個月增加一倍。
集成電路最初的生產(chǎn)商基本是“自產(chǎn)自銷”的系統(tǒng)廠商。其后,一種獨立生產(chǎn)集成電路、面向所有系統(tǒng)廠商的企業(yè)形式出現(xiàn)。這種自行設(shè)計,用自己的生產(chǎn)線加工、封裝、測試,成品芯片自行銷售的集成電路制造商稱為 1DM(Integrated Device Manufacture,整合器件制造商或集成器件制造商)。隨著集成電路技術(shù)的演進,集成電路封裝、設(shè)計、制造等環(huán)節(jié)也出現(xiàn)了獨立的企業(yè),形成了由專業(yè)封裝、“無工藝生產(chǎn)線”(Fabless)、“專業(yè)代工制造”(Foundry ),以及只銷售知識產(chǎn)權(quán)核(Intellectual Property Core,IP核)并不生產(chǎn)集成電路(Chipless)的多種企業(yè)組成的集成電路產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。此外,集成電路全產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)還包括了電子設(shè)計自動化 ( Electronie Design Automation, EDA)工具提供商、集成電路生產(chǎn)材料廠商和集成電路制造設(shè)備廠 商,以及人才培養(yǎng)、人才培訓、產(chǎn)業(yè)投資 中介服務(wù)等多個層面。
集成電路最初的加工線寬為 10μm 量級,隨著銅互連、浸沒式光刻、3D封裝等新技術(shù)的不斷酒現(xiàn),2018 年風險量產(chǎn)集成電路的加工技術(shù)已經(jīng)達到 7mm。作為集成電路的襯底,硅國片的直徑已由最初的Iin(約25.4mm)增長到現(xiàn)在的300mmn(約12in)。硅國片的直徑早期以 in 為單位,如 4in、5in,后期在硅圓片直徑達到 150mm時全部以 mmn 為單位。通常國內(nèi)業(yè)果將直徑為 150mm 的硅國片俗稱為 6in 的硅圓片:將直徑為200mm 的硅圓片俗稱為 8in的硅國片;將直徑為 300mm 的硅圓片俗稱為 12in 的硅圓片。?
1958 年誕生的集成電路拉開了人類社會邁向信息社會的帷幕。集成電路應用從最初的軍事領(lǐng)城,逐步擴大到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、政務(wù)、金融、安全、辦公 通信、教育、傳媒、娛樂等各個領(lǐng)域。集成電路科學技術(shù)與產(chǎn)業(yè)不僅成為加速經(jīng)濟持續(xù)增長、改變?nèi)祟惿a(chǎn)和生活方式的推動力,而且成為關(guān)系現(xiàn)代戰(zhàn)爭勝負的重要因素。集成電路產(chǎn)業(yè)的規(guī)模、科學技術(shù)水平和創(chuàng)新能力正在成為衡量一個強國綜合國力的重要標志。
集成電路技術(shù)為人類創(chuàng)造了全新的信息世界,在人類社會發(fā)展的進程中創(chuàng)立了不可磨滅的歷史功績。在信息社會中,集成電路已經(jīng)成為強國之鼎,富國之寶,興邦之器,安邦之本。
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原文標題:集成電路與集成電路產(chǎn)業(yè),積體電路與積體電路座業(yè),Integrated Circuit (IC) and IC Industry
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