集成电路技术(1).doc

1、“走进”中国数字科技馆对集成电路技术的认知集成电路（integrated circuit）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，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。它在电路中用字母“IC”表示。集成电路发明者为杰克 基尔比（基于硅的集成电路）和罗伯特诺伊思（基于锗的集成电路） 。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。（集成电路芯片）特点集 成 电 路 具 有

2、 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

3、 高 。分 类（ 1） 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 。集 成 电 路（ 2） 集 成 电 路 按 制 作 工 艺 可 分 为 半 导 体 集 成 电 路 和 膜 集 成 电 路 。（ 3） 集 成 电 路 按 集 成 度 高 低 的 不 同 可 分 为 ： SSI 小 规 模 集 成 电 路 (Small Scale Integrated circuits) MSI 中 规 模 集 成 电 路 (Medium Scale Integrated ci

4、rcuits) LSI 大 规 模 集 成 电 路 (Large Scale Integrated circuits) VLSI 超 大 规 模 集 成 电 路 (Very Large Scale Integrated circuits) ULSI 特 大 规 模 集 成 电 路 (Ultra Large Scale Integrated circuits) GSI 巨 大 规 模 集 成 电 路 也 被 称 作 极 大 规 模 集 成 电 路 或 超 特 大 规 模 集 成 电 路(Giga Scale Integration)。（ 4） 集 成 电 路 按 导 电 类 型 可 分 为 双

5、极 型 集 成 电 路 和 单 极 型 集 成 电 路 ,他 们 都 是 数 字 集成 电 路 。（ 5） 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 用 集 成 电 路 、 电 子 琴 用 集 成 电 路 、 通 信 用 集 成 电 路 、 照 相机 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 。（ 6） 集 成 电 路 按 应 用 领 域 可 分 为

6、标 准 通 用 集 成 电 路 和 专 用 集 成 电 路 。（ 7） 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 。集 成 电 路 封 装 在 电 子 学 金 字 塔 中 的 位 置 既 是 金 字 塔 的 尖 顶 又 是 金 字 塔 的 基 座 。 说它 同 时 处 在 这 两 种 位 置 都 有 很 充 分 的 根 据 。 从 电 子 元 器 件 （ 如 晶 体 管 ） 的 密 度 这 个 角度 上 来 说 ， IC 代 表 了

7、电 子 学 的 尖 端 。 但 是 IC 又 是 一 个 起 始 点 ， 是 一 种 基 本 结 构 单 元 ，是 组 成 我 们 生 活 中 大 多 数 电 子 系 统 的 基 础 。 同 样 ， IC 不 仅 仅 是 单 块 芯 片 或 者 基 本 电子 结 构 ， IC 的 种 类 千 差 万 别 （ 模 拟 电 路 、 数 字 电 路 、 射 频 电 路 、 传 感 器 等 ） ， 因 而 对于 封 装 的 需 求 和 要 求 也 各 不 相 同 。集 成 电 路 封 装 不 仅 起 到 集 成 电 路 芯 片 内 键 合 点 与 外 部 进 行 电 气 连 接 的 作 用 ， 也 为

8、 集成 电 路 芯 片 提 供 了 一 个 稳 定 可 靠 的 工 作 环 境 ， 对 集 成 电 路 芯 片 起 到 机 械 或 环 境 保 护 的 作用 ， 从 而 集 成 电 路 芯 片 能 够 发 挥 正 常 的 功 能 ， 并 保 证 其 具 有 高 稳 定 性 和 可 靠 性 。 总 之 ，集 成 电 路 封 装 质 量 的 好 坏 ， 对 集 成 电 路 总 体 的 性 能 优 劣 关 系 很 大 。 因 此 ， 封 装 应 具 有 较强 的 机 械 性 能 、 良 好 的 电 气 性 能 、 散 热 性 能 和 化 学 稳 定 性 。虽 然 IC 的 物 理 结 构 、 应 用

9、 领 域 、 I/O 数 量 差 异 很 大 ， 但 是 IC 封 装 的 作 用 和 功 能却 差 别 不 大 ， 封 装 的 目 的 也 相 当 的 一 致 。 作 为 “芯 片 的 保 护 者 ”， 封 装 起 到 了 好 几 个 作用 ， 归 纳 起 来 主 要 有 两 个 根 本 的 功 能 ：（ 1） 保 护 芯 片 ， 使 其 免 受 物 理 损 伤（ 2） 重 新 分 布 I/O， 获 得 更 易 于 在 装 配 中 处 理 的 引 脚 节 距 。 封 装 还 有 其 他 一 些 次 要的 作 用 ， 比 如 提 供 一 种 更 易 于 标 准 化 的 结 构 ， 为 芯 片

10、提 供 散 热 通 路 ， 使 芯 片 避免 产 生 粒 子 造 成 的 软 错 误 ， 以 及 提 供 一 种 更 方 便 于 测 试 和 老 化 试 验 的 结 构 。封 装 还 能 用 于 多 个 IC 的 互 连 。 可 以 使 用 引 线 键 合 技 术 等 标 准 的 互 连 技 术 来 直接 进 行 互 连 。 或 者 也 可 用 封 装 提 供 的 互 连 通 路 ， 如 混 合 封 装 技 术 、 多 芯 片 组 件（ MCM） 、 系 统 级 封 装 （ SiP） 以 及 更 广 泛 的 系 统 体 积 小 型 化 和 互 连 (VSMI)概念 所 包 含 的 其 他 方

11、法 中 使 用 的 互 连 通 路 ， 来 间 接 地 进 行 互 连 。在 中 国 数 字 科 技 馆 中 我 们 还 可 以 了 解 最 新 的 有 关 集 成 电 路 技 术 的 相 关 信 息 ， 如 ： 国家电子信息产业重大工程、上海高新技术产业化重大项目华力微电子 12 英寸芯片生产线昨天投产试流片，这标志着上海集成电路产业进入了新的发展阶段。美国弗吉尼亚联邦大学的科学家日前宣称，他们开发出一种或许是世界上能耗最低的集成电路。这种电路所需的能量极少，甚至没有必要为其安装电池，从周围环境获取的微量能量就已足够维持运行。研究人员称，该技术有望在植入式医疗设备、浮标和环境检测等领域发挥重

12、要作用。IBM 开发出石墨 IC 可望开创无线网络新应用，这项新技术除了可在传统频段提升手机和收发器讯号的效能外，更能让移动设备执行更高频率的全新应用。而对国防和医疗研究人员来说，可运用它来开发隐形武器或无辐射风险的医疗影像技术。微电子所太赫兹晶体管研究取得新进展，太赫兹波（T-ray，0.110 THz）在公共安全、无损检测、射电天文、环境监测、宽带通信、空间探测、生物医学等方面具有重要的应用前景，高性能太赫核心器件的研制是太赫兹技术在实用化进程中的关键环节。近日，中国科学院微电子研究所微波器件与集成电路研究室（四室）刘洪刚研究员带领的研究团队在太赫兹核心器件研究方面取得进展。将集成电路的工作频率提升到太赫兹频段是国际上太赫兹技术领域研发的热点，而研制太赫兹晶体管则是关键所在。知 识 是 全 人 类 的 共 同 财 富 ， 中 国 数 字 科 技 馆 致 力 于 汇 集 各 类 科 普 资 源 素材 ， 中 国 数 字 科 技 馆 以 数 字 的 方 式 传 播 科 技 文 明 ， 通 过 这 个 平 台 我 相 信 我们 会 了 解 更 多 有 关 集 成 电 路 技 术 的 最 新 信 息 。电子信息工程系 0901 计算机