典型的如英国雷达研究所的科学家达默,他在1952年的一次会议上提出:可以把电子线路中的分立元器件,集中制作在一块半导体晶片上,一小块晶片就是一个完整电路,这样一来,电子线路的体积就可很大程度上缩小,可靠性大幅提高。这就是初期集成电路的构想,晶体管的发明使这种想法成为了可能,1947年在美国贝尔实验室制造出来了第1个晶体管,而在此之前要实现电流放大功能只能依靠体积大、耗电量大、结构脆弱的电子管。晶体管具有电子管的主要功能,并且克服了电子管的上述缺点,因此在晶体管发明后,很快就出现了基于半导体的集成电路的构想,也就很快发明出来了集成电路。集成电路技术的不断创新和突破,为电子产品的功能丰富化提供了强大支持。KSA733GTA
晶体管发明并大量生产之后,各式固态半导体组件如二极管、晶体管等大量使用,取代了真空管在电路中的功能与角色。到了20世纪中后期半导体制造技术进步,使得集成电路成为可能。相对于手工组装电路使用个别的分立电子组件,集成电路可以把很大数量的微晶体管集成到一个小芯片,是一个巨大的进步。集成电路的规模生产能力,可靠性,电路设计的模块化方法确保了快速采用标准化IC代替了设计使用离散晶体管。IC对于离散晶体管有两个主要优势:成本和性能。成本低是由于芯片把所有的组件通过照相平版技术,作为一个单位印刷,而不是在一个时间只制作一个晶体管。性能高是由于组件快速开关,消耗更低能量,因为组件很小且彼此靠近。2006年,芯片面积从几平方毫米到350mm²,每mm²可以达到一百万个晶体管。MMBZ5237BLT1G集成电路的微小尺寸和低功耗特性,使得电子设备更加轻巧、高效和智能。
当然现如今的集成电路,其集成度远非一套房能比拟的,或许用一幢摩登大楼可以更好地类比:地面上有商铺、办公、食堂、酒店式公寓,地下有几层是停车场,停车场下面还有地基——这是集成电路的布局,模拟电路和数字电路分开,处理小信号的敏感电路与翻转频繁的控制逻辑分开,电源单独放在一角。每层楼的房间布局不一样,走廊也不一样,有回字形的、工字形的、几字形的——这是集成电路器件设计,低噪声电路中可以用折叠形状或“叉指”结构的晶体管来减小结面积和栅电阻。
随着集成电路的发展,晶体管的数量每两年翻一番,这意味着芯片每单位面积容量也会随之增加。这种技术进步带来的好处是显而易见的,它使得我们能够在更小的空间内存储更多的信息。这种容量增加对于现代科技的发展至关重要,因为它为我们提供了更多的存储空间,使得我们能够存储更多的数据,从而更好地处理和分析这些数据。这种技术进步也使得我们能够制造更小、更轻、更便携的设备,这对于现代人的生活方式来说也是非常重要的。晶体管数量翻倍带来的另一个好处是成本的降低。集成电路的制造过程包括复杂的工艺步骤,如氧化、光刻、扩散和焊接封装等,以保证产品的质量和性能。
近几年国内集成电路进口规模迅速扩大,2010年已经达到创纪录的1570亿美元,集成电路已连续两年超过原油成为国内较大的进口商品。与巨大且快速增长的国内市场相比,中国集成电路产业虽发展迅速但仍难以满足内需要求。当前以移动互联网、三网融合、物联网、云计算、智能电网、新能源汽车为表示的战略性新兴产业快速发展,将成为继计算机、网络通信、消费电子之后,推动集成电路产业发展的新动力。工信部预计,国内集成电路市场规模到2015年将达到12000亿元。我国集成电路产业发展的生态环境亟待优化,设计、制造、封装测试以及设备、仪器、材料等产业链上下游协同性不足,芯片、软件、整机、系统、应用等各环节互动不紧密。集成电路技术的未来发展趋势是增加集成度、提高性能和降低功耗,推动电子产品智能化和多样化。MMBZ5237BLT1G
集成电路的应用推动了物联网、人工智能等领域的发展,推动了科技创新和社会进步。KSA733GTA
集成电路的高集成度和低功耗特性使得它在各个领域都有普遍的应用前景。在通信领域,集成电路可以用于制造高速数据传输设备,从而提高通信速度和质量。在计算机领域,集成电路可以用于制造高性能的处理器和存储器,从而提高计算机的运行速度和效率。在智能家居领域,集成电路可以用于制造各种智能家居设备,从而提高家居生活的便利性和舒适度。总之,集成电路以其高集成度和低功耗特性,成为现代半导体工业主流技术。它的高集成度可以很大程度上减小电路的体积,提高电路的可靠性和稳定性,降低电路的功耗,提高电路的效率。它的低功耗特性可以使得电子设备更加节能环保,同时也可以延长电子设备的使用寿命,降低电子设备的散热负担,提高电子设备的稳定性和可靠性。因此,集成电路在各个领域都有普遍的应用前景,将会在未来的发展中发挥越来越重要的作用。KSA733GTA