集成電路(integrated circuit)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(Ge)的集成電路)和羅伯特·諾伊斯(基于硅(Si)的集成電路)。當今半導體工業(yè)大多數(shù)應(yīng)用的是基于硅的集成電路。集成電路的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展,包括計算機、通信、醫(yī)療等領(lǐng)域,為社會的各種需求提供了強有力的支持。FS6S0965RTYDTU
各樓層直接有高速電梯可達,為了效率和功能隔離,還可能有多部電梯,每部電梯能到的樓層不同——這是集成電路的布線,電源線、地線單獨走線,負載大的線也寬;時鐘與信號分開;每層之間布線垂直避免干擾;CPU與存儲之間的高速總線,相當于電梯,各層之間的通孔相當于電梯間……集成電路或稱微電路(microcircuit)、微芯片(microchip)、芯片(chip)在電子學中是一種把電路(主要包括半導體裝置,也包括被動元件等)小型化的方式,并通常制造在半導體晶圓表面上。74LCXR2245SJ集成電路的設(shè)計需要結(jié)合電子器件特性和電路運行要求,以實現(xiàn)優(yōu)良性能和可靠性。
晶體管發(fā)明并大量生產(chǎn)之后,各式固態(tài)半導體組件如二極管、晶體管等大量使用,取代了真空管在電路中的功能與角色。到了20世紀中后期半導體制造技術(shù)進步,使得集成電路成為可能。相對于手工組裝電路使用個別的分立電子組件,集成電路可以把很大數(shù)量的微晶體管集成到一個小芯片,是一個巨大的進步。集成電路的規(guī)模生產(chǎn)能力,可靠性,電路設(shè)計的模塊化方法確保了快速采用標準化IC代替了設(shè)計使用離散晶體管。IC對于離散晶體管有兩個主要優(yōu)勢:成本和性能。成本低是由于芯片把所有的組件通過照相平版技術(shù),作為一個單位印刷,而不是在一個時間只制作一個晶體管。性能高是由于組件快速開關(guān),消耗更低能量,因為組件很小且彼此靠近。2006年,芯片面積從幾平方毫米到350mm2,每mm2可以達到一百萬個晶體管。
集成電路是電腦中不可或缺的一部分,它是由許多電子元件組成的微小芯片,可以在一個小小的空間內(nèi)完成復雜的計算和存儲任務(wù)。隨著科技的不斷發(fā)展,集成電路的功能越來越強大,體積越來越小,功耗越來越低,速度越來越快,成本越來越低。這些特點使得電腦的性能不斷提升,價格不斷下降,從而使得電腦成為現(xiàn)代社會中不可或缺的一部分。集成電路在電腦中的應(yīng)用非常普遍,它可以用于中心處理器、內(nèi)存、圖形處理器、網(wǎng)絡(luò)接口卡、聲卡等各種電腦組件中。其中,中心處理器是電腦的中心部件,它負責執(zhí)行所有的計算任務(wù),而集成電路是中心處理器的中心組成部分。內(nèi)存是電腦用來存儲數(shù)據(jù)和程序的地方,而集成電路則是內(nèi)存芯片的中心組成部分。圖形處理器是電腦用來處理圖形和視頻的部件,而集成電路則是圖形處理器的中心組成部分。網(wǎng)絡(luò)接口卡和聲卡則是電腦用來連接網(wǎng)絡(luò)和音頻設(shè)備的部件,而集成電路則是這些部件的中心組成部分。集成電路在信息處理、存儲和傳輸方面的重要作用不可忽視。
集成電路發(fā)展對策建議:重在積累,克服急功近利,設(shè)計業(yè)的復雜度很高,需要強大的穩(wěn)定的團隊、深厚的積累。積累是一個不可逾越的發(fā)展過程。中國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展如同下圍棋,不能只爭一時之短長,要比誰的氣長,而不是誰的空多。集成電力產(chǎn)業(yè)人才尤其是設(shè)計人才供給問題長期以來是輿論界關(guān)注的熱點,許多高校在專業(yè)與設(shè)置、人才培養(yǎng)方面急功近利,片面追隨所謂社會熱點和學業(yè)對口,導致學生的基本綜合素質(zhì)和人文科學方面的素養(yǎng)不夠高,知識面過窄。事實上,眾多設(shè)計企業(yè)普遍反映,他們招聘人才的標準并非是單純的所謂專業(yè)對口,而是更注重基礎(chǔ)知識和綜合素質(zhì),他們普遍反映高校的教育太急功近利了。隨著集成電路的發(fā)展,晶體管的數(shù)量每兩年翻一番,使得芯片每單位面積容量增加,成本降低,功能增強。FS6S0965RTYDTU
集成電路的布局類似于一幢現(xiàn)代大樓,擁有不同功能的樓層和分隔,以實現(xiàn)高效和功能隔離。FS6S0965RTYDTU
這些年來,IC持續(xù)向更小的外型尺寸發(fā)展,使得每個芯片可以封裝更多的電路。這樣增加了每單位面積容量,可以降低成本和增加功能-見摩爾定律,集成電路中的晶體管數(shù)量,每兩年增加一倍。總之,隨著外形尺寸縮小,幾乎所有的指標改善了-單位成本和開關(guān)功率消耗下降,速度提高。但是,集成納米級別設(shè)備的IC不是沒有問題,主要是泄漏電流(leakage current)。因此,對于用戶的速度和功率消耗增加非常明顯,制造商面臨使用更好幾何學的尖銳挑戰(zhàn)。這個過程和在未來幾年所期望的進步,在半導體國際技術(shù)路線圖(ITRS)中有很好的描述。FS6S0965RTYDTU