集成電路的介紹

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(duì)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)化集成電路代替了設(shè)計(jì)使用離散晶體管。

集成電路對(duì)于離散晶體管有兩個(gè)主要優(yōu)勢(shì)：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 mm2，每mm2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，相較于現(xiàn)今科技的尺寸來講，體積相當(dāng)龐大。

電子顯微鏡下碳納米管微計(jì)算機(jī)芯片體的場(chǎng)效應(yīng)畫面

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：

●?小型集成電路（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。

●?中型集成電路（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L(zhǎng)arge 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)。

●?極大規(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(hào)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(hào)集成電路。