集成電路被定義為包括不可分離和電互連的元件的電路，這使得出于商業(yè)和構(gòu)造的原因不能將IC分離?？梢允褂枚喾N技術(shù)來(lái)構(gòu)建這樣的電路。今天，我們所謂的IC，最初被稱(chēng)為單片集成電路。據(jù)信，基爾比（Kilby）早在1958年就創(chuàng)建了第一個(gè)工作的集成電路，并因他的辛勤工作而獲得2000年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。本發(fā)明的第一個(gè)購(gòu)買(mǎi)者是美國(guó)空軍。

什么是集成電路？

集成電路（IC），有時(shí)也稱(chēng)為芯片或微芯片，是一種半導(dǎo)體晶圓，在其上制造了成千上萬(wàn)的微型電阻器，電容器和晶體管。IC可以用作放大器，振蕩器，計(jì)時(shí)器，計(jì)數(shù)器，計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器或微處理器。不同的IC取決于其未來(lái)的應(yīng)用，分為線(xiàn)性（模擬）或數(shù)字?；舅枷胧谦@得一個(gè)完整的電路，其中包含許多組件以及它們之間的連接，并在一塊硅的表面上以微觀(guān)上的微小形式重建整個(gè)電路。這是一個(gè)非常聰明的主意，它使各種“微電子”小工具成為可能，從數(shù)字手表和袖珍計(jì)算器到帶有內(nèi)置衛(wèi)星導(dǎo)航的登月火箭和武器。

集成電路是如何制成的？

我們?nèi)绾螢橛?jì)算機(jī)構(gòu)建內(nèi)存或處理器芯片？一切都始于諸如硅之類(lèi)的原始化合物元素，該元素經(jīng)過(guò)化學(xué)處理或摻雜以產(chǎn)生它，并且具有不同的電性能。

摻雜半導(dǎo)體

通常，人們一般將器件分為兩類(lèi)：那些使電流很容易流過(guò)的設(shè)備（導(dǎo)體）和不允許電流通過(guò)的設(shè)備（絕緣體）。金屬構(gòu)成了大多數(shù)導(dǎo)體，而塑料，木材和玻璃等非金屬則是絕緣體。實(shí)際上，遠(yuǎn)不止于此，特別是在元素周期表中心（第14和15組）中定義元素時(shí)，尤其是硅和鍺。通常，如果我們?cè)诜Q(chēng)為摻雜的過(guò)程中向其插入少量雜質(zhì)，則絕緣體就是準(zhǔn)備表現(xiàn)得更像導(dǎo)體的元件。

集成電路設(shè)計(jì)

如果將銻摻雜到硅中，則向其提供的電子比通常導(dǎo)體的電子要少一些。以這種方式“摻雜”的硅稱(chēng)為n型硅。當(dāng)您添加硼而不是銻時(shí)，會(huì)帶走硅中的一些電子，留下作為“負(fù)電子”的“空穴”。接下來(lái)，以相反的方式傳輸正電流。這種類(lèi)型的硅稱(chēng)為p型。并排放置n型和p型硅區(qū)域以形成結(jié)，其中電子以非常有吸引力的方式起作用，這是我們以電子方式產(chǎn)生半導(dǎo)體器件（如二極管，晶體管和存儲(chǔ)器）的方式。

芯片廠(chǎng)內(nèi)

集成電路的制造過(guò)程始于大的單晶硅，其形狀像一條長(zhǎng)的實(shí)心管，然后將切成稱(chēng)為晶圓的薄盤(pán)（約等于光盤(pán)的大?。＞A在許多相同的正方形或矩形區(qū)域中進(jìn)行了標(biāo)記，每個(gè)區(qū)域?qū)?gòu)成一個(gè)硅芯片（有時(shí)稱(chēng)為微芯片）。然后，通過(guò)摻雜表面的不同區(qū)域以將它們轉(zhuǎn)變?yōu)閚型或p型硅，在每個(gè)芯片上生產(chǎn)成千上萬(wàn)的設(shè)備。

摻雜是通過(guò)許多不同的過(guò)程完成的。在其中一種稱(chēng)為濺射的方法中，摻雜材料的離子像從槍中發(fā)射出的子彈一樣向硅片發(fā)射。稱(chēng)為氣相沉積的另一種過(guò)程涉及將摻雜材料作為氣體引入并使其濃縮，以使雜質(zhì)原子在硅晶片的表面上產(chǎn)生薄膜。分子束外延是陳述的一種更準(zhǔn)確的形式。

當(dāng)然，將成千上萬(wàn)，數(shù)百萬(wàn)或數(shù)十億個(gè)設(shè)備封裝到指甲大小的硅芯片上的建筑集成電路比聽(tīng)起來(lái)要難得多。想象一下，當(dāng)您在微觀(guān)（或什至有時(shí)甚至是納米）尺度下工作時(shí)，可能由于一點(diǎn)臟物而引起的混亂。這就是為什么要在稱(chēng)為潔凈室的一塵不染的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中制備半導(dǎo)體的原因，在這種環(huán)境中，空氣被嚴(yán)格過(guò)濾，員工必須通過(guò)排空閘門(mén)進(jìn)出各種防護(hù)服。

集成電路類(lèi)型

包括以下類(lèi)型的集成電路的不同類(lèi)型

數(shù)字集成電路

這種IC具有兩個(gè)定義的級(jí)別：1和0，表示它們?cè)诙M(jìn)制數(shù)學(xué)上工作，其中1表示接通，0表示斷開(kāi)。這些IC包含數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的觸發(fā)器，邏輯門(mén)和其他所有部件，因此都用心地完成，它們都集成在單個(gè)芯片中。數(shù)字IC的示例包括微控制器和微處理器。

集成電路類(lèi)型：

邏輯集成電路

內(nèi)存芯片

接口IC（電平轉(zhuǎn)換器，串行器/解串器等）

電源管理IC

可編程設(shè)備

模擬集成電路

模擬集成電路的工作原理是解決連續(xù)信號(hào)，并且能夠執(zhí)行任務(wù)，諸如濾波，放大，解調(diào)和調(diào)制等傳感器，OP-AMP的基本上是模擬IC。

線(xiàn)性IC

射頻集成電路

混合信號(hào)

在單個(gè)芯片上使用數(shù)字和模擬IC時(shí)；最終的IC被稱(chēng)為混合信號(hào)集成電路。

數(shù)據(jù)采集IC（包括A / D轉(zhuǎn)換器，D / A轉(zhuǎn)換器，數(shù)字電位計(jì)）

時(shí)鐘/定時(shí)IC

集成電路的用途

集成電路使用半導(dǎo)體材料（讀取芯片）作為襯底，并且經(jīng)常選擇硅。之后，將諸如二極管，晶體管和電阻器等電氣組件以最小化形式添加到該芯片中。電氣組件以能夠執(zhí)行多個(gè)任務(wù)和計(jì)算的方式連接在一起。在該組件中，硅被稱(chēng)為晶圓。

集成電路的應(yīng)用

IC的應(yīng)用包括以下內(nèi)容

雷達(dá)

手表

電視機(jī)

果汁機(jī)

個(gè)人電腦

視頻處理器

音頻放大器

存儲(chǔ)設(shè)備

邏輯設(shè)備

射頻編碼器和解碼器

在本文中，我們簡(jiǎn)要討論了集成電路，包括什么是集成電路，如何制作集成電路等。在芯片廠(chǎng)內(nèi)部，借助于摻雜半導(dǎo)體，已經(jīng)使用了兩種方法來(lái)構(gòu)建集成電路。我們已經(jīng)處理了各種類(lèi)型的集成電路，例如數(shù)字集成電路，模擬集成電路以及最終的混合信號(hào)示例。
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