马上注册,结交更多好友,享用更多功能,让你轻松玩转社区。
您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?快速注册
x
集成电路
' u; a6 g6 A% n2 I# C, ^
2 Q) M0 J3 F a. E6 t一、概述
. e) o q" b* Z( E/ B 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。/ |/ E5 k' w1 P: f$ ?
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。
* r F* t" Q+ L; W: ^$ n3 ~ 它在电路中用字母“IC”(也有用文字符号“N”等)表示。, t8 K: S; p- u5 M. N7 k
二、集成电路的分类
2 q, \; ]2 B' y4 S
6 k8 d3 Q5 B" i) e (一)按功能结构分类
b2 o3 m' g- B 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。
+ E4 c- E! ?6 L 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)。 h3 h/ c" F+ c1 l4 B
(二)按制作工艺分类
S- l- s$ _8 M- ` 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。. K% l2 p3 Z& f& g* H
膜集成电路又分类厚膜集成电路和薄膜集成电路。+ q7 u0 Y# ?) |0 p$ ]6 o* [) r; q: s
(三)按集成度高低分类
$ X' j) }0 k A4 P 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。$ _8 H; {+ i2 H8 E
(四)按导电类型不同分类
: F/ @: B G1 A# p0 l4 k; l 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.
; O! l3 F. \5 {5 F& c% z+ z 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。
% T# P. |6 B5 x (五)按用途分类
) z( Q$ t) J+ O. Y1 X1 c% z' l) \; h 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。7 g! d5 a' o" f" q# I. s$ V
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。- U* o- F, E# u" f h- M0 C
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。
7 u5 V" U5 e( j" y- L 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。: x) \9 n' E* W$ m# }0 ?5 H. J' ]
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。
6 H3 r7 C4 N$ Q6 o( N( {+ ?( T (六)按应用领域分
" C2 Y% `8 f! i, o 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。# |. e( w# `6 ^" k
(七)按外形分
L- E) k- S( U8 d7 m& N2 M 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.2 s- M0 ^8 d1 F. s0 ^
三、集成电路发展简史
0 f% _7 C9 m7 p, |/ z C) X. A 1.世界集成电路的发展历史- O8 [. c) E- W1 k
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;
* L g% m% O: X( ~) p" R: D j: u 1950年:结型晶体管诞生;
* x( y: `( M) S# f4 N 1950年: R Ohl和肖特莱发明了离子注入工艺;
) A1 e1 ?3 y; P 1951年:场效应晶体管发明;
1 l5 z5 r9 Q: t: u% B 1956年:C S Fuller发明了扩散工艺;8 g+ H, y$ n, {/ H
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;
( K, E) \/ l0 z+ J t 1960年:H H Loor和E Castellani发明了光刻工艺;* C u( `* _; i) U7 K5 k- Q$ m
1962年:美国RCA公司研制出MOS场效应晶体管;
) m' S+ r n+ ?) o 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;
2 d& D& p i$ n4 P$ G3 l$ V( t 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;
, }8 F, i8 l2 J4 P1 F 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);7 g, {& ~6 |) ]2 m F* q
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;: B- u# B6 j: |, O2 \+ f8 H
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;2 F0 r1 s( o" h3 u) ~
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;& C# t" a" H ?4 j. k4 F: }
1974年:RCA公司推出第一个CMOS微处理器1802;
) f" `; m0 W& l7 X) d5 x- a 1976年:16kb DRAM和4kb SRAM问世;
1 g" X- Q2 m! j2 X1 P4 Z 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; S6 Z- \& S( M$ l: B4 f6 P* V5 L
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;6 {. H/ q1 Z9 a3 r9 c* }
1981年:256kb DRAM和64kb CMOS SRAM问世;- v/ E/ @- t3 ?$ J- A6 t
1984年:日本宣布推出1Mb DRAM和256kb SRAM;
+ j. Y, w, x3 q: D; B 1985年:80386微处理器问世,20MHz;- J; t5 p8 ]8 f3 m2 p0 d5 F1 Q
1988年:16M DRAM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(ULSI)阶段;
; w& n0 G6 W) Q* K 1989年:1Mb DRAM进入市场;
; y. C1 Q0 p3 _ Z 1989年:486微处理器推出,25MHz,1μm工艺,后来50MHz芯片采用 0.8μm工艺;" N! I6 b, V) C2 @; i
1992年:64M位随机存储器问世;
X5 k4 J) g% A& ]3 F, T- Y 1993年:66MHz奔腾处理器推出,采用0.6μm工艺;; `) Y, `) n( B
1995年:Pentium Pro, 133MHz,采用0.6-0.35μm工艺;2 Z, P8 t3 M; R7 ?" a
1997年:300MHz奔腾Ⅱ问世,采用0.25μm工艺;
9 ?& f, u: Z3 q) s1 ~! q7 u 1999年:奔腾Ⅲ问世,450MHz,采用0.25μm工艺,后采用0.18μm工艺;
* t# Z: C2 b5 h- E4 C# M# v5 @7 d 2000年: 1Gb RAM投放市场;# z3 l) ]# V _3 y& ]: Q/ J- `
2000年:奔腾4问世,1.5GHz,采用0.18μm工艺;& }- o1 \! Z' A
2001年:Intel宣布2001年下半年采用0.13μm工艺。! c& L$ K' T" I) N' @$ J
2.我国集成电路的发展历史/ R: s4 f7 U$ O/ u' s
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:
4 f/ y3 r* @) ?' y3 |1 { 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;
# B9 _" K5 ^; b) y: P" o 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;7 Z4 R- r0 @* s5 K; D) d: P% i
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。 |
|
|
|
|