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集成电路

集成电路

又名:积体电路(integratedcircuit)
分类: 电子工程
属性: 技术
最后修改时间: 2013年05月25日
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集成电路(integrated circuit,港台称之为积体电路)是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体,这样,整个电路的体积大大缩小,且引出线和焊接点的数目也大为减少,从而使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。 它在电路中用字母“IC”(也有用文字符号“N”等)表示。

集成电路特点

集成电路具有体积小,重量轻,引出线和焊接点少,寿命长,可靠性高,性能好等优点,同时成本低,便于大规模 生产。它不仅在工、民用电子设备如收录机、电视机、计算机等方面得到广泛的应用,同时在军事、通讯、遥控等 方面也得到广泛的应用。用集成电路来装配电子设备,其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍,设备的稳定工作时间也可大大提高。

集成电路的分类

(一)按功能结构分类   

集成电路按其功能、结构的不同,可以分为模拟集成电路、数字集成电路和数/模混合集成电路三大类。   模拟集成电路又称线性电路,用来产生、放大和处理各种模拟信号(指幅度随时间边疆变化的信号。例如半导体收音机的音频信号、录放机的磁带信号等),其输入信号和输出信号成比例关系。而数字集成电路用来产生、放大和处理各种数字信号(指在时间上和幅度上离散取值的信号。例如VCD、DVD重放的音频信号和视频信号)。    

(二)按制作工艺分类

 集成电路按制作工艺可分为半导体集成电路和薄膜集成电路。   膜集成电路又分类
厚膜集成电路和薄膜集成电路。

(三)按集成度高低分类

 集成电路按集成度高低的不同可分为小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集
成电路、超大规模集成电路、特大规模集成电路和巨大规模集成电路。  
 

(四)按导电类型不同分类

集成电路按导电类型可分为双极型集成电路和单极型集成电路,他们都是数字集成电路。 双极型集成电路的制作工艺复杂,功耗较大,代表集成电路有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等类型。单极型集成电路的制作工艺简单,功耗也较低,易于制成大规模集成电路,代表集成电路有CMOS、NMOS、PMOS等类
型。   

(五)按用途分类

集成电路按用途可分为电视机用集成电路、音响用集成电路、影碟机用集成电路、录像机用集成电路、电脑(微机)用集成电路、电子琴用集成电路、通信用集成电路、照相机用集成电路、遥控集成电路 、语言集成电路、报警器用集成电路及各种专用集成电路。 1.电视机用集成电路包括行、场扫描集成电路、中放集成电路、伴音集成电路、彩色解码集成电路、AV/TV转换集成电路、开关电源集成电路、遥控集成电路、丽音解 码集成电路、画中画处理集成电路、微处理器(CPU)集成电路、存储器集成电路等。 2.音响用集成电路包括AM/FM高中频电路、立体声解码电路、音频前置放大电路、音频运算放大集成电路、音频功率放大集成电路、环绕 声处理集成电路、电平驱动集成电路,电子音量控制集成电路、延时混响集成电路、电子开关集成电路等。    3.影碟机用集成电路有系统控制集成电路、视频编码集成电路、MPEG解码集成电路、音频信号处理集成电路、音响效果集成电路、RF信号处理集成电路、数字信号处理集成电路、伺服集成电路、电动机驱动集成电路等。 4. 录像机用集成电路有系统控制集成电路、伺服集成电路、驱动集成电路、音频处理集成电路、视频处理集成电路。   

(六)按应用领域分   

集成电路按应用领域可分为标准通用集成电路和专用集成电路。   

(七)按外形分

 集成电路按外形可分为圆形(金属外壳晶体管封装型,一般适合用于大功率)、扁平型(稳定性好
,体积小)和双列直插型.

集成电路发展简史

1.世界集成电路的发展历史    

1947年:贝尔实验室肖克莱等人发明了晶体管,这是微电子技术发展中第一个里程碑;   

1950年:结型晶体管诞生;   

1950年: R Ohl和肖特莱发明了离子注入工艺;   

1951年 :场效应晶体管发明;   

1956年:C S Fuller发明了扩散工艺;   

1958年:仙童公司Robert Noyce与德仪公 司基尔比间隔数月分别发明了集成电路,开创了世界微电子学的历史;   

1960年:H H Loor和E Castellani发明了光刻工艺;   1962年:美国RCA公司研制出MOS场效应晶体管;   

1963年:F.M.Wanlass和C.T.Sah首次提出CMOS技术,今天,95%以上的集成电路芯片都是基于CMOS工艺;   

1964年:Intel摩尔提出摩尔定律,预测晶 体管集成度将会每18个月增加1倍;   

1966年:美国RCA公司研制出CMOS集成电路,并研制出第一块门阵列(50 门);   

1967年:应用材料公司(Applied Materials)成立,现已成为全球最大的半导体设备制造公司;   
 

1971年:Intel推出1kb动态随机存储器(DRAM),标志着大规模集成电路出现;   

1971年:全球第一个微处理器4004由Intel公司推出,采用的是MOS工艺,这是一个里程碑式的发明;   

1974年:RCA公司推出第一个CMOS 微处理器1802;   

1976年:16kb DRAM和4kb SRAM问世;   

1978年:64kb动态随机存储器诞生,不足0.5平方厘米的硅片上集成了14万个晶体管,标志着超大规模集成电路(VLSI)时代的来临;   

1979年:Intel推出5MHz 8088微处理器,之后,IBM基于8088推出全球第一台PC;   

1981年:256kb DRAM和64kb CMOS SRAM问世;    

1984年:日本宣布推出1Mb DRAM和256kb SRAM;   

1985年:80386微处理器问世,20MHz;   

1988年:16MDRAM问世,1平方厘米大小的硅片上集成有3500万个晶体管,标志着进入超大规模集成电路(VLSI)阶段;    
 

1989年:1Mb DRAM进入市场;   

1989年:486微处理器推出,25MHz,1μm工艺,后来50MHz芯片采用 0.8μm工艺;   

1992年:64M位随机存储器问世;   1993年:66MHz奔腾处理器推出,采用0.6μm工艺;   

1995 年:Pentium Pro, 133MHz,采用0.6-0.35μm工艺;   

1997年:300MHz奔腾Ⅱ问世,采用0.25μm工艺;    
 

1999年:奔腾Ⅲ问世,450MHz,采用0.25μm工艺,后采用0.18μm工艺;   

2000年: 1Gb RAM投放市场;    
 

2000年:奔腾4问世,1.5GHz,采用0.18μm工艺;   

2001年:Intel宣布2001年下半年采用0.13μm工艺。    

2003年:奔腾4 E系列推出,采用90nm工艺。   2005年:intel 酷睿2系列上市,采用65nm工艺。   

2007年 :基于全新45纳米High-K工艺的intel酷睿2 E7/E8/E9上市。   

2009年:intel酷睿i系列全新推出,创纪录采用了领先的32纳米工艺,并且下一代22纳米工艺正在研发。   

2.我国集成电路的发展历史   

我国集成电路产业诞生于六十年代,共经历了三个发展阶段:   

1965年-1978年:以计算机和军工配套为目标,以开发逻辑电路为
主要产 品,初步建立集成电路工业基础及相关设备、仪器、材料的配套条件;   

1978年-1990年:主要引进美
国二手设备,改善集成电路装备水平,在“治散治乱”的同时,以消费类整机作为配套重点,较好地解决了彩电集
成电路的国产化;   

1990年-2000年:以908工程、909工程为重点,以CAD为突破口,抓好科技攻关和北方科研
开发基地的建设,为信息产业服务,集成电路行业取得了新的发展。

集成电路产业的发展

近几年,中国集成电路产业取得了飞速发展。中国集成电路产业已经成为全球半导体产业关注的焦点,即使在全球半导体产业陷入有史以来程度最严重的低迷阶段时,中国集成电路市场仍保持了两位数的年增长率,凭借巨大的市场需求、较低的生产成本、丰富的人力资源,以及经济的稳定发展和宽松的政策环境等众多优势条件,以京津唐地区、长江三角洲地区和珠江三角洲地区为代表的产业基地迅速发展壮大,制造业、设计业和封装业等集成电路产业各环节逐步完善。   2006年中国集成电路市场销售额为4862.5亿元,同比增长27.8%。其中IC设计业年销售额为186.2亿元,比2005年增长49.8%。   2007年中国集成电路产业规模达到1251.3亿元,同比增长24.3%,集成电路市场销售额为5623.7亿元,同比增长18.6%。而计算机类、消费类、网络通信类三大领域占中国集成电路市场的88.1%。   目前,中国集成电路产业已经形成了IC设计、制造、封装测试三业及支撑配套业共同发展的较为完善的产业链格局,随着IC设计和芯片制造行业的迅猛发展,国内集成电路价值链格局继续改变,其总体趋势是设计业和芯片制造业所占比例迅速上升。

集成电路板

集成电路板是什么?   集成电路板是采用半导体制作工艺,在一块较小的单晶硅片上制作上许多晶体管及电阻器、电容器等元器件,并按照多层布线或遂道布线的方法将元器件组合成完整的电子电路。它在电路中用字母“IC ”(也有用文字符号“N”等)表示。   

(一)按功能结构分类   集成电路板按其功能、结构的不同,可以分为模拟集成电路板和数字两大类。   模拟用来产生、放大和处理各种模拟信号(指幅度随时间连续变化的信号)。例如半导体收音机的音频信号、录放机的磁带信号等),而数字用来产生、放大和处理各种数字信号(指在时间上和幅度上离散取值的信号。例如VCD、DVD重放的音频信号和视频信号)。   

(二)按制作工艺分类   按制作工艺可分为半导体和薄膜。   膜又分类厚膜和薄膜。   

(三)按集成度高低分类   按集成度高低的不同可分为小规模、中规模、大规模和超大规模。   

(四)按导电类型不同分类   按导电类型可分为双极型和单极型。   双极型的制作工艺复杂,功耗较大,代表有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等类型。单极型的制作工艺简单,功耗也较低,易于制成大规模,代表有CMOS 、NMOS、PMOS等类型。   

(五)按用途分类   按用途可分为电视机用。音响用、影碟机用、录像机用、电脑(微机)用、电子琴用、通信用、照相机用、遥控、语言、报警器用及各种专用。   电视机用包括行、场扫描、中放、伴音、彩色解码、AV/TV转换、开关电源、遥控、丽音解码、画中画处理、微处理器(CPU)、存储器等。   音响用包括AM/FM高中频电路、立体声解码电路、音频前置放大电路、音频运算放大、音频功率放大、环绕声处理、电平驱动、电子音量控制、延时混响、电子开关等。   影碟机用有系统控制、视频编码、MPEG解码、音频信号处理、音响效果、RF 信号处理、数字信号处理、伺服、电动机驱动等。   录像机用有系统控制、伺服、驱动、音频处理、视频处理。
 

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