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集成しゅうせい电路

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重定しげさだこうせきたい電路でんろ
「integrated circuit」てき各地かくち常用じょうよう譯名やくめい
中国ちゅうごく大陸たいりく集成しゅうせい电路
臺灣たいわんせきたい電路でんろ
みなと集成しゅうせい電路でんろ
日本にっぽん集積しゅうせき回路かいろ
韓國かんこく集積しゅうせき回路かいろ (집적 회로)
「microchip」てき各地かくち常用じょうよう譯名やくめい
中国ちゅうごく大陸たいりくほろしんへん
臺灣たいわんほろあきらへん
みなとほろしんへん
えいとくなんじ486DX2處理しょりてきせきたい電路でんろ電子でんし顯微鏡けんびきょうした

集成しゅうせい电路英語えいごintegrated circuit, IC台湾たいわんさくせきたい電路でんろ日本にっぽん韓國かんこくさく集積しゅうせき回路かいろ),ゆびてきざい電子でんしがくちゅういちしゅはた電路でんろ主要しゅよう包括ほうかつ半導體はんどうたい裝置そうち,也包括ほうかつどうもとけんひとし集中しゅうちゅう製造せいぞうざい半導體はんどうたいあきらえん表面ひょうめんじょうてき小型こがた方式ほうしき

前述ぜんじゅつはた電路でんろ製造せいぞうざい半導體はんどうたいあきらかた表面ひょうめんじょうてきせきたい電路でんろまたたたえ薄膜うすまく(thin-film)せきたい電路でんろ。另有いちしゅあつまくえいThick film technology(thick-film)集成しゅうせい电路えいhybrid integrated circuithybrid integrated circuit[1][註 1]よし独立どくりつはん导体设备动元けん集成しゅうせいいた基板きばんある线路板所いたしょ构成てき小型こがた电路[註 2]

别称

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せきたい電路でんろてき別稱べっしょう非常ひじょうおお在中ざいちゅう文和ふみかず英文えいぶんうら直接ちょくせつしょう它為「しんへん英語えいごchip台湾たいわんさくあきらへん)」,ある集成しゅうせい电路英語えいごintegrated circuit)”,縮寫しゅくしゃためIC”;也可ようほろしんへんmicrochip)”、“ほろ電路でんろmicrocircuit)”とうよう称呼しょうこざいにちぶんかんあやうらそくうつしため集積しゅうせき回路かいろ”;ざいらんぶんうらうつしためGeïntegreerde schakeling”;ざいとくぶんうらうつしためintegrierter Schaltkreis”。

かい

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でんあきらからだ發明はつめいなみ大量たいりょう生產せいさんこれかくしきかたたい半導體はんどうたいもとけんきょくたいでんあきらからだひとし大量たいりょう使用しようだいりょう真空しんくうかんざい電路でんろちゅうてきこうのうあずかかくしょくいたりょう20せい纪中後期こうきはん体制たいせいづくりわざ术进便びん使集成しゅうせい电路なり可能かのうあい对于手工しゅこう组装电路使用しよう個別こべつてき分立ぶんりつ电子もとけんせきたい電路でんろ以把很大数量すうりょうてきほろあきらからだかん集成しゅうせいいたいち个小しんへん一个巨大的进步。集成しゅうせい电路てき规模せい产能りょくもたれせい,电路设计てき块化方法ほうほう确保りょう快速かいそくさいよう标准集成しゅうせい电路代替だいたいりょう设计使用しよう离散あきらからだかん

したがえ1949ねんいた1957ねん維爾おさめ·みやびかくえいWerner Jacobiすぐるふつ·もりえいJeffrey Dummer西にしいさおあま·达林顿樽井たるい康夫やすおにち樽井たるい康夫やすお開發かいはつりょう原型げんけい現代げんだいてきせきたい電路でんろそくゆかりすぐるかつ·もとなんじざい1958ねん發明はつめいなみいん此榮2000ねんだくかいなんじ物理ぶつりどう時間じかん發展はってん近代きんだい實用じつようてきせきたい電路でんろてきはくとく·だく,卻早ざい1990ねん就過

集成しゅうせい电路对于离散あきらからだかんゆう两个主要しゅよう优势:成本なりもとかず性能せいのう成本なりもとていよし于芯へん所有しょゆうてきもとけんどおり过照しょう平版へいはんわざ术,さく为一个单印刷いんさつ,而不ざい一个时间只制作一个晶体管。性能せいのうだかよし于元けん快速かいそく开关,消耗しょうもうさら低能ていのうりょういん为元けん很小且彼此靠ちか。2006ねんしん片面かためん积从几平かた毫米いた350 mm²,ごとmm²以达到いちひゃくまん个晶からだかん

だい一個集成電路雛形是由すぐるかつ·もとなんじ於1958ねん完成かんせいてき,其中包括ほうかついち雙極そうきょくせいあきらからだかんさんでんいちでん容器ようきあい較於現今げんこん科技かぎてき尺寸しゃくすんらいこう體積たいせき相當そうとう龐大。

電子でんし顯微鏡けんびきょう碳纳まいかんほろ電腦でんのうあきらかたからだ的場まとばこうおう畫面がめん

根據こんきょいちしんへんうえ集成しゅうせいてきほろ電子でんしけんてき數量すうりょう集成しゅうせい電路でんろ以分ため以下いかいくるい

根據こんきょ處理しょり信号しんごうてき不同ふどう以分ためかたぎ集成しゅうせい电路数字すうじ集成しゅうせい电路けん類比るいひあずかすうてき混合こんごう訊號せきたい電路でんろ

发展

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さいさき进的集成しゅうせい电路ほろ处理ある多核たかく处理てき核心かくしん以控せい一切いっさい電路でんろしたがえ數字すうじほろなみいた電腦でんのう記憶きおくたい特定とくてい應用おうようせきたい電路でんろ其他集成しゅうせい电路家族かぞくてきれい,对于现代しんいき社会しゃかい非常ひじょう重要じゅうよう。虽然设计开发一个复杂集成电路的成本非常高,ただしとう成本なりもと分散ぶんさんいたかずひゃく万计的产品上时,まい集成しゅうせい電路でんろてき成本なりもと便びんのう最小さいしょう集成しゅうせい電路でんろてき性能せいのう很高,いん为小尺寸しゃくすん带来たんみち使つかいとくていこうりつ逻辑电路以在快速かいそく开关速度そくど应用。

这些年来ねんらい集成しゅうせい电路续向さらしょうてきそとがた尺寸しゃくすん发展,使つかいとくごと个芯へん以封そうさらてき电路。这样增加ぞうかりょうまい单位めん积容りょう以降いこうてい成本なりもとかず增加ぞうかこうのう-见定律ていりつ集成しゅうせい电路ちゅうてきあきらからだかん数量すうりょうまい1.5ねん增加ぞうかいちばい。总之,ずい外形がいけい尺寸しゃくすん缩小,几乎所有しょゆうてきゆび改善かいぜんりょう-单位成本なりもとかず开关こうりつ消耗しょうもう下降かこう速度そくどひさげだかただし集成しゅうせい纳米级别设备てきICぼつゆう问题,主要しゅよう电流よし此,对于さい终用户的速度そくどかずいさおりつ消耗しょうもう增加ぞうか非常ひじょうあかり显,せいづくりしょうめん临使ようさらこう几何学的がくてきとんが锐挑战。这个过程ざい未来みらい几年所期しょきもちてき进步,ざいはん导体こく际技术路线图中有ちゅうう很好てき描述。

普及ふきゅう

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仅仅ざい其开发后はん个世纪,集成しゅうせい电路变得无处不在ふざい,电脑、つくえ其他数字すうじ电器なり为现だい社会しゃかい结构不可缺ふかけつすくなてきいち部分ぶぶん。这是いん为,现代计算、交流こうりゅうせいづくり交通こうつうけい统,包括ほうかつ互联网ぜん赖于集成しゅうせい电路てき存在そんざい。甚至ゆう很多学者がくしゃ认为集成しゅうせい电路带来てきすう革命かくめいじん类历ちゅうさい重要じゅうようてき事件じけん。ICてき成熟せいじゅくしょうかいたいらい科技かぎてきだい躍進やくしんろんざい設計せっけいてき技術ぎじゅつじょうある半導體はんどうたいてきせいほど突破とっぱ兩者りょうしゃいきいき相關そうかん

ぶん

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以顏しょく標示ひょうじてきせきたい電路でんろ內部單元たんげん構成こうせい實例じつれい,四層銅平面作電路連接,これあきら矽(こなべに)、阱(はい)、あずかもとへんみどり

集成しゅうせい电路てき分類ぶんるい方法ほうほう很多,あきら電路でんろぞく類比るいひあるすう以分为:類比るいひせきたい電路でんろすうせきたい電路でんろ混合こんごう訊號せきたい電路でんろ類比るいひすうざいいち个芯片上かたがみ)。

すうせきたい電路でんろ包含ほうがんにんなん东西,ざい几平かた毫米じょうゆう从几せんいたひゃくまんてき逻辑门せいはんうつわこう其他电路。这些电路てきしょう尺寸しゃくすん使とく与板よいた集成しゅうせいしょうゆうさら高速度こうそくどさらていこう耗(まいりていこう耗设计)并降ていりょうせい造成ぞうせいほん。这些数字すうじIC,以微处理数字すうじ信号しんごう处理ほろひかえせい代表だいひょう工作こうさくちゅう使用しよう进制,处理10信号しんごう

類比るいひせきたい電路でんろゆうれい传感、电源ひかえせい电路运放,处理類比るいひ訊號完成かんせいだい滤波かいこんてきこうのうとうつう使用しよう专家しょ設計せっけい具有ぐゆう良好りょうこう特性とくせいてき類比るいひせきたい電路でんろ,减轻りょう电路设计师的じゅう担,需凡ごとさいよし基礎きそてき一個個電晶體處設計起。

集成しゅうせい电路以把類比るいひすう电路集成しゅうせいざいいち个单しんへんじょう,以做類比るいひすう轉換てんかんすう類比るいひ轉換てんかんとううつわけん。这种电路提供ていきょうさらしょうてき尺寸しゃくすんさらひくてき成本なりもとただし对于信号しんごう冲突必须小心しょうしん

せいづくり

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从1930年代ねんだい开始,元素げんそ周期しゅうきひょう化学かがく元素げんそちゅうてきはん导体しょ贝尔实验しつかど·あやか克利かつとし(William Shockley)てき研究けんきゅうしゃ认为さい適合てきごう做固态真空しんくうかんてき原料げんりょう。這些原料げんりょうざい1940いたり50年代ねんだい系統けいとう研究けんきゅう,从氧化铜開始かいししかいたさいいた現今げんこん单晶硅集成しゅうせい电路てき主要しゅようもと层,つきかん元素げんそしゅうひょうちゅうてきいち些III-V价化合かごうぶつ砷化镓ゆう特殊とくしゅ用途ようとれい发光极管げきこうふとし阳能电池かずさい高速こうそく集成しゅうせい电路。發現はつげん缺陷けっかんあきらからだてき製造せいぞう方法ほうほう需要じゅようすうじゅうねんてき时间。

はん导体集成しゅうせい电路せいほど包括ほうかつ以下いか骤,なみ重複じゅうふく使用しよう

使用しよう单晶硅晶圆(あるIII-Vぞく,如砷镓)用作ようさくもと层,しかこう使用しようこうこく、掺杂、CMPとう技術ぎじゅつせいなりMOSFETあるBJTひとしもとけんさい利用りよう薄膜うすまくCMP技術ぎじゅつせいなり導線どうせん,如此便びん完成かんせいあきらかた製作せいさくよし產品さんぴん效能こうのう需求及成ほん考量こうりょう導線どうせん可分かぶんため鋁製ほど(以濺鍍ためぬしどうせいほどえいCopper interconnect(以電鍍でんとためぬしさんDamasceneえいDamascene)。[2][3][4]主要しゅようてきせいほど技術ぎじゅつ以分ため以下いかいく大類おおるいこうほろかげ、蝕刻、擴散かくさん薄膜うすまく平坦へいたんせいなり金屬きんぞくせいなり

ICよし很多じゅう叠的层组なりまい层由影像えいぞうわざ术定义,通常つうじょうよう不同ふどうてき颜色表示ひょうじ。一些层标明在哪里不同的掺杂剂扩散进基层(なり为扩散层),一些定义哪里额外的离子灌输(灌输层),いち些定义导たいあきらある金属きんぞく层),一些定义传导层之间的连接(过孔ある接触せっしょく层)。所有しょゆうてきもとけんよし这些层的特定とくてい组合构成。

  • ざいいち个自排列はいれつCMOS)过程ちゅう所有しょゆう门层(あきら硅或金属きんぞく穿ほじ过扩散层的地方ちほう形成けいせいあきらからだかん
  • 电阻结构,电阻结构てき长宽,结合表面ひょうめん电阻けいすう,决定电阻。
  • 电容结构,ゆかり尺寸しゃくすんげんせいざいICじょうただのう产生很小てき电容。
  • さら为少见的电感结构,制作せいさくしんへん载电かんあるよし回旋かいせん拟。

いん为CMOS设备ただ引导电流ざい逻辑门之间转换,CMOS设备そう极型もとけん(如そう极性あきらからだかん消耗しょうもうてき电流しょう很多,也是現在げんざい主流しゅりゅうてきもとけん透過とうか電路でんろてき設計せっけいはた顆的でんあきらからだかんざい矽晶圓上えんじょう,就可以畫不同ふどう作用さようてき集成しゅうせい电路。

ずいつくえそんそん储器さいつね见类がたてき集成しゅうせい电路,所以ゆえん密度みつど最高さいこうてき设备記憶きおくたいただしそく使つかいほろ处理じょう也有やゆうそん储器。つきかん结构非常ひじょう复杂-几十年来芯片宽度一直减少-ただし集成しゅうせい电路てき依然いぜん宽度うす很多。もとけん层的制作せいさく非常ひじょうぞうあきらしょう过程。虽然见光谱なかてき光波こうは不能ふのうようらい曝光もとけん层,いん为他们太だいりょうこう频光通常つうじょうむらさきがい线もちいらい创造ごと层的图案。よし为每个特せい非常ひじょうしょう,对于一个正在调试制造过程的过程工程师来说,电子显微镜必要ひつよう工具こうぐ

ざい使用しよう动测试设备(ATE)包装ほうそうまえまい个设备都よう进行测试。测试过程しょうあきら圆测试あるあきら圆探どおりあきら圆被きりわりなり矩形くけい块,まい个被しょうあきらへん(“die”)。まい个好てきdie焊在“pads”じょうてき铝线あるかね线,连接いたふうそうない,pads通常つうじょうざいdieてき边上。ふうそうきさき,设备ざいあきら圆探どおりちゅう使用しようてきしょうどうある相似そうじてきATEじょう进行终检。测试成本なりもと以达いたてい成本なりもと产品てきせい造成ぞうせいほんてき25%,ただし对于てい产出,大型おおがた/あるこう成本なりもとてき设备,以忽りゃく计。

ざい2005ねんいち个制づくり厂(通常つうじょうしょうはん导体こうえいSemiconductor fabrication plantつね簡稱fabゆびfabrication facility)たて设费ようようちょう过10亿美もといん为大部分ぶぶん操作そうさ动化てき

ふうそう

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2019ねんAMD公司こうしRyzen5-3600處理しょりてきせきたい電路でんろふうそう狀態じょうたい,內部結構けっこう

最早もはやてき集成しゅうせい電路でんろ使用しようとう扁平へんぺいふうそう,这種ふうそう很多年来ねんらいいんためもたれせいしょう尺寸しゃくすん繼續けいぞくぐんかた使用しよう商用しょうよう電路でんろふうそう很快轉變てんぺんいたそうれつちょく插封そう簡單かんたんせつそく開始かいしすえ瓷,これ塑料。1980年代ねんだい,VLSI电路てきはり腳超りょうDIPふうそうてき應用おうようげんせい最後さいごしるべ插針もうかく陣列じんれつしんへんからだまと现。

表面ひょうめん贴着ふうそうざい1980年代ねんだい初期しょき现,該年だいきさき开始流行りゅうこう。它的はり腳使ようさら细的あいだ距,引脚形状けいじょうためうみ鷗翼がたあるJがた。以Small-Outline Integrated CircuitえいSmall-Outline Integrated Circuit(SOIC)为例,相等そうとうてきDIPめん积少30-50%,あつたびしょう70%。这种ふうそうざい两个ちょうあたり有海あるみ鷗翼がた引脚突出とっしゅつ,引脚あいだ距为0.05えいすん

Small-Outline Integrated Circuit(SOIC)PLCCふうそう。1990年代ねんだいつきかんPGAふうそう依然いぜん常用じょうよう于高はしほろ处理PQFPthin small-outline packageえいthin small-outline package(TSOP)なり为高引脚すう设备てき通常つうじょうふうそう。IntelAMDてきだかはしほろ处理现在从PGA(Pine Grid Array)ふうそう转到りょう平面へいめん网格阵列ふうそう(Land Grid Array,LGA)ふうそう

たましがらみ陣列じんれつふうそうふうそう从1970年代ねんだい开始现,1990年代ねんだい开发りょう其他ふうそうゆうさらかんあしすうてきくつがえあきらたましがらみ陣列じんれつふうそうふうそうざいFCBGAふうそうちゅうあきらへん上下じょうげこぼし转(flipped)あんそうつう过与PCB相似そうじてきもと层而线与ふうそうじょうてき焊球连接。FCBGAふうそう使とく输入输出信号しんごう阵列(しょう为I/O区域くいき分布ぶんぷざいせい个晶へんてき表面ひょうめん,而不げんせい于晶へんてきそと围。

如今てき市場いちばふうそう採用さいよう技術ぎじゅつあずか特性とくせいやめけい非常ひじょう複雜ふくざつ,也已けい獨立どくりつ出來できてき一環いっかんふうそうてき技術ぎじゅつ也會かげ响到產品さんぴんてき品質ひんしつ及良りつ

むくいかん

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  • 2014ねん9がつ12にち科技かぎ新報しんぽう(TechNews)發表はっぴょうせきたい電路でんろ發明はつめい56しゅう年紀としのりねん——誕生たんじょうみち一文いちぶんむかいだい眾簡かいせきたい電路でんろ興起こうき過程かてい[5]

ちゅう

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  1. ^ 混合こんごう信號しんごうせきたい電路でんろ(mixed signal)ゆび混合こんごうすうあずか類比るいひこうのうあずか混成こんせい(hybrid)せきたい電路でんろ不同ふどう[1]
  2. ^ 系統けいとうたんあきらへん

参考さんこう文献ぶんけん

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引用いんよう

延伸えんしん閱讀

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外部がいぶ链接

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一般いっぱん
せん
  • US3,138,743 – Miniaturized electronic circuit – J. S. Kilby
  • US3,138,747 – Integrated semiconductor circuit device – R. F. Stewart
  • US3,261,081 – Method of making miniaturized electronic circuits – J. S. Kilby
  • US3,434,015 – Capacitor for miniaturized electronic circuits or the like – J. S. Kilby
集成しゅうせい電路でんろ製造せいぞう

まいり

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