集成電路
(integrated circuit, IC)、或稱微電路(microcircuit)、
微芯片
(microchip)、芯片(chip)在電子學(xué)中是一種把電路(主要包括半導(dǎo)體設(shè)備,也包括被動組件等)小型化的方式,并通常制造在半導(dǎo)體晶圓表面上。前述將電路制造在半導(dǎo)體芯片表面上的集成電路又稱薄膜(thin-film)集成電路。
另有一種厚膜(thick-film)混成集成電路(hybrid integrated circuit)是由獨(dú)立半導(dǎo)體設(shè)備和被動組件,集成到襯底或線路板所構(gòu)成的小型化電路。本文是關(guān)于單片(monolithic)集成電路,即薄膜集成電路。
主要分類
晶體管發(fā)明并大量生產(chǎn)之后,各式固態(tài)半導(dǎo)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(jì)中后期半導(dǎo)體制造技術(shù)進(jìn)步,使得集成電路成為可能。相對于手工組裝電路使用個(gè)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(gè)小芯片,是一個(gè)巨大的進(jìn)步。集成電路的規(guī)模生產(chǎn)能力,可靠性,
電路設(shè)計(jì)
的模塊化方法確保了快速采用標(biāo)準(zhǔn)化IC 代替了設(shè)計(jì)使用離散晶體管。
IC 對于離散晶體管有兩個(gè)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(gè)單位印刷,而不是在一個(gè)時(shí)間只制作一個(gè)晶體管。性能高是由于組件快速開關(guān),消耗更低能量,因?yàn)榻M件很小且彼此靠近。2006年,芯片面積從幾平方毫米到350 mm?,每mm?可以達(dá)到一百萬個(gè)晶體管。
第一個(gè)集成電路雛形是由杰克·基爾比于1958年完成的,其中包括一個(gè)雙極性晶體管,三個(gè)電阻和一個(gè)電容器。
根據(jù)一個(gè)芯片上集成的微電子器件的數(shù)量,集成電路可以分為以下幾類:
小規(guī)模集成電路
SSI 英文全名為 Small Scale Integration, 邏輯門10個(gè)以下 或 晶體管 100個(gè)以下。
中規(guī)模集成電路
MSI 英文全名為 Medium Scale Integration, 邏輯門11~100個(gè) 或 晶體管 101~1k個(gè)。
大規(guī)模集成電路
LSI 英文全名為 Large Scale Integration, 邏輯門101~1k個(gè) 或 晶體管 1,001~10k個(gè)。
超大規(guī)模集成電路
VLSI 英文全名為 Very large scale integration, 邏輯門1,001~10k個(gè) 或 晶體管 10,001~100k個(gè)。
甚大規(guī)模集成電路
ULSI 英文全名為 Ultra Large Scale Integration, 邏輯門10,001~1M個(gè) 或 晶體管 100,001~10M個(gè)。
GLSI 英文全名為 Giga Scale Integration, 邏輯門1,000,001個(gè)以上 或 晶體管10,000,001個(gè)以上。
而根據(jù)處理信號的不同,可以分為
模擬集成電路
、
數(shù)字集成電路
、和
兼具模擬與數(shù)字的混合信號集成電路
。
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