可能很多人看過(guò)很多資料,可還是不是太了解集成電路,說(shuō)到集成,那么可能大家會(huì)問(wèn),到底是什么集成的?什么又是電路呢?小編和大家一起科普一下集成電路是啥?說(shuō)的不對(duì)的地方,歡迎大家在下方評(píng)論留言。
集成電路前世
早在1947年,美國(guó)的約翰·巴丁、布拉頓、肖克萊三人發(fā)明了半導(dǎo)體晶體管,奠定了集成電路的發(fā)展基礎(chǔ)。隨著技術(shù)的發(fā)展,1963年F.M.Wanlass和C.T.Sah首次提出CMOS技術(shù);1965年戈登·摩爾提出了摩爾定律,它預(yù)測(cè)了硅芯片每隔18個(gè)月集成度就會(huì)翻上一倍。現(xiàn)如今,集成電路最底層的元件是CMOS管。這里的電路當(dāng)然不是我們家里的電線(xiàn)、電燈。CMOS管的不同組合具有不同的功能,外加一些電阻、電容、電感等元件,通過(guò)布線(xiàn)連接在一起,實(shí)現(xiàn)某種功能的結(jié)構(gòu)體,就是集成電路。
集成電路它是一個(gè)完整的電路,集成電路的制造不能只是滿(mǎn)足于制造出來(lái)合格的晶體管,更重要的是制作出來(lái)合格的電路。由于集成電路是采用了平面工藝,因此集成電路中的晶體管、電阻、電容導(dǎo)線(xiàn)等都是平面的,一般都感覺(jué)不出立體的,由于沒(méi)有導(dǎo)線(xiàn),不用焊錫,因此集成電路它具有穩(wěn)定性高,可靠性強(qiáng)體積小,機(jī)械強(qiáng)度高,耐振、耐潮等等許多優(yōu)點(diǎn)。
集成電路工藝
根據(jù)制造工藝,集成電路可以分為半導(dǎo)體集成電路、薄膜集成電路、厚膜集成電路和混合集成電路。 其中以平面工藝(如氧化、光刻、擴(kuò)散、外延等等)在半導(dǎo)體晶體上制作的電路,被稱(chēng)為半導(dǎo)體集成電路。
以厚膜工藝(如真空蒸發(fā)、濺射等)或薄膜工藝(如絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)等等)將電阻、電容等無(wú)源器件連接、制作于同一片絕緣襯底上,再焊接晶體管芯片,使它具備特定功能的電路,被稱(chēng)為厚膜或薄膜集成電路。
若在厚膜集成電路的基礎(chǔ)上,再裝載焊接單片機(jī)集成電路,則構(gòu)成混合集成電路。
科普集成電路是啥
集成電路源于半導(dǎo)體二極管與三極管。當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)一個(gè)晶體二極或三極管功能與同樣的電真空管相近時(shí),體積卻只有電子管的幾十分之一,甚至更小,耗電也相應(yīng)下降了,所以配套的周邊元件也相應(yīng)微型化了。這對(duì)于要求微型化,輕型化的高端電子產(chǎn)品,軍用品極為重要。所以有人就將這些微型元件集中起來(lái)焊接成一個(gè)功能電路,這就是最原始的集成電路。比如一臺(tái)收音機(jī),如用傳統(tǒng)工藝與元件制作,很難小于一個(gè)肥皂盒。但用這種初始集成方法,很容易減少到火柴盒大小,重量也隨之減輕。但生產(chǎn)這種電路,方法原始,效率低下,成品率一致性都無(wú)法保證。于是工程師們發(fā)現(xiàn),生產(chǎn)半導(dǎo)體管的光刻,外延,滲透,燒結(jié)等的一些平面工藝很容易制成應(yīng)用量很大的電阻與導(dǎo)線(xiàn)。于是在一平方厘米大小的一塊半導(dǎo)體晶片上制出了幾十個(gè)二三極管,幾百個(gè)電阻和連接它們的相應(yīng)導(dǎo)線(xiàn),構(gòu)成了一個(gè)相應(yīng)功能電路!但用這種方法很難制成較大的電感與電容,于是用大量的二三極管構(gòu)成有源模擬電感與電容電路。
隨著工藝的不斷提高與改進(jìn),在相應(yīng)晶片上能集成更多的元件而制成復(fù)雜電路。所以發(fā)展的過(guò)程就經(jīng)歷了小規(guī)模集成,大規(guī)模,超大規(guī)模集成電路的發(fā)展過(guò)程。特別是數(shù)字集成電路更是發(fā)展驚人。比如我們常見(jiàn)的計(jì)算,如用傳統(tǒng)電子管制作,可能體積不會(huì)小于一幢大樓。用晶體管也會(huì)有幾十公斤重,更無(wú)法做成手機(jī)一類(lèi)的袖珍型智能產(chǎn)品,只能是用集成電路來(lái)制作了。我國(guó)的超級(jí)計(jì)算機(jī)一直雄居世界一流,其超大規(guī)模集成電路是其核心與基礎(chǔ)!
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