集成電路是什么意思

集成電路是什么意思

集成電路對一般人來說也許會有陌生感，但其實我們和它打交道的機會很多。計算機、電視機、手機、網(wǎng)站、取款機等等，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、交通運輸、武器裝備等許多領(lǐng)域，幾乎都離不開集成電路的應(yīng)用，當(dāng)今世界，說它無孔不入并不過分。在當(dāng)今這信息化的社會中，集成電路已成為各行各業(yè)實現(xiàn)信息化、 智能化的基礎(chǔ)。無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50年代后期一60年代發(fā)展起來的一種新型半導(dǎo)體器件。它是經(jīng)過氧化、光刻、擴散、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)計技術(shù)，主要體現(xiàn)在加工設(shè)備，加工工藝，封裝測試，批量生產(chǎn)及設(shè)計創(chuàng)新的能力上。

為什么會產(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)動力的，而驅(qū)動力往往來源于問題。那么集成電路產(chǎn)生之前的問題是什么呢？我們看一下1942年在美國誕生的世界上第一臺電子計算機，它是一個占地150平方米、重達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、50萬條線，耗電量150千瓦。顯然，占用面積大、無法移動是它最直觀和突出的問題；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，有很多人思考過這個問題，也提出過各種想法。

典型的如英國雷達研究所的科學(xué)家達默，他在1952年的一次會議上提出：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完整電路，這樣一來，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年在美國貝爾實驗室制造出來了第一個晶體管，而在此之前要實現(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，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)歷了一個漫長的過程，以下以時間順序，簡述它的發(fā)展過程：

1906年，第一個電子管誕生；

1912年前后，電子管的制作日趨成熟引發(fā)了無線電技術(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，運用量子學(xué)說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，硅臺面晶體管問世；

1960年12月，世界上第一塊硅集成電路制造成功；

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

1988年，16M DRAM問世，1平方厘米大小的硅片上集成有3500萬個晶體管，標(biāo)志著進入超大規(guī)模集成電路階段的更高階段；

1997年，300MHz奔騰Ⅱ問世，采用0.25μｍ工藝，奔騰系列芯片的推出讓計算機的發(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爭，使集成電路發(fā)揮了它更大的功能，更好的服務(wù)于社會。由此集成電路從產(chǎn)生到成熟大致經(jīng)歷了如下過程：

電子管——晶體管——集成電路——超大規(guī)模集成電路。