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。
(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.
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。
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。
集成电路产业是对集成电路产业链各环节市场销售额的总体描述,它不仅仅包含集成电路市场,也包括IP核市场、EDA市场、芯片代工市场、封测市场,甚至延伸至设备、材料市场。
集成电路产业不再依赖CPU、存储器等单一器件发展,移动互联、三网融合、多屏互动、智能终端带来了多重市场空间,商业模式不断创新为市场注入新活力。目前中国集成电路产业已具备一定基础,多年来中国集成电路产业所聚集的技术创新活力、市场拓展能力、资源整合动力以及广阔的市场潜力,为产业在未来5年~10年实现快速发展、迈上新的台阶奠定了基础。
2022年6月30日,三星电子有限公司宣布,该公司已经开始在其位于韩国的华城工厂大规模生产3纳米半导体芯片,是全球首家量产3纳米芯片的公司。
2001年到2010年这10年间,我国集成电路产量的年均增长率超过25%,集成电路销售额的年均增长率则达到23%。2010年国内集成电路产量达到640亿块,销售额超过1430亿元,分别是2001年的10倍和8倍。中国集成电路产业规模已经由2001年不足世界集成电路产业总规模的2%提高到2010年的近9%。中国成为过去10年世界集成电路产业发展最快的地区之一。
国内集成电路市场规模也由2001年的1140亿元扩大到2010年的7350亿元,扩大了6.5倍。国内集成电路产业规模与市场规模之比始终未超过20%。如扣除集成电路产业中接受境外委托代工的销售额,则中国集成电路市场的实际国内自给率还不足10%,国内市场所需的集成电路产品主要依靠进口。近几年国内集成电路进口规模迅速扩大,2010年已经达到创纪录的1570亿美元,集成电路已连续两年超过原油成为国内最大宗的进口商品。与巨大且快速增长的国内市场相比,中国集成电路产业虽发展迅速但仍难以满足内需要求。
当前以移动互联网、三网融合、物联网、云计算、智能电网、新能源汽车为代表的战略性新兴产业快速发展,将成为继计算机、网络通信、消费电子之后,推动集成电路产业发展的新动力。工信部预计,国内集成电路市场规模到2015年将达到12000亿元。
我国集成电路产业发展的生态环境亟待优化,设计、制造、封装测试以及专用设备、仪器、材料等产业链上下游协同性不足,芯片、软件、整机、系统、应用等各环节互动不紧密。“十二五”期间,中国将积极探索集成电路产业链上下游虚拟一体化模式,充分发挥市场机制作用,强化产业链上下游的合作与协同,共建价值链。培育和完善生态环境,加强集成电路产品设计与软件、整机、系统及服务的有机连接,实现各环节企业的群体跃升,增强电子信息大产业链的整体竞争优势。
2023年,问天实验舱元器件与组件舱外通用试验装置将开展大规模集成电路、新型半导体器件的空间环境效应试验。