集成電路
集成電路(integrated circuit)是一種微型電子器件或部件。采用一定的工藝，把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起，制作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上，然后封裝在一個管殼內，成為具有所需電路功能的微型結構;其中所有元件在結構上已組成一個整體，使電子元件向著微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面邁進了一大步。它在電路中用字母“IC”表示。集成電路發明者為杰克·基爾比(基于鍺(Ge)的集成電路)和羅伯特·諾伊思(基于硅(Si)的集成電路)。當今半導體工業大多數應用的是基于硅的集成電路。
集成電路(integrated circuit)是一種微型電子器件或部件。采用一定的工藝，把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起，制作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上，然后封裝在一個管殼內，成為具有所需電路功能的微型結構;其中所有元件在結構上已組成一個整體，使電子元件向著微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面邁進了一大步。它在電路中用字母“IC”表示。集成電路發明者為杰克·基爾比(基于鍺(Ge)的集成電路)和羅伯特·諾伊思(基于硅(Si)的集成電路)。當今半導體工業大多數應用的是基于硅的集成電路。
是20世紀50年代后期一60年代發展起來的一種新型半導體器件。它是經過氧化、光刻、擴散、外延、蒸鋁等半導體制造工藝，把構成具有一定功能的電路所需的半導體、電阻、電容等元件及它們之間的連接導線全部集成在一小塊硅片上，然后焊接封裝在一個管殼內的電子器件。其封裝外殼有圓殼式、扁平式或雙列直插式等多種形式。集成電路技術包括芯片制造技術與設計技術，主要體現在加工設備，加工工藝，封裝測試，批量生產及設計創新的能力上。
綜述
集成電路，英文為Integrated Circuit，縮寫為IC;顧名思義，就是把一定數量的常用電子元件，如電阻、電容、晶體管等，以及這些元件之間的連線，通過半導體工藝集成在一起的具有特定功能的電路。
集成電路已經在各行各業中發揮著非常重要的作用，是現代信息社會的基石。集成電路的含義，已經遠遠超過了其剛誕生時的定義范圍，但其最核心的部分，仍然沒有改變，那就是“集成”，其所衍生出來的各種學科，大都是圍繞著“集成什么”、“如何集成”、“如何處理集成帶來的利弊”這三個問題來開展的。硅集成電路是主流，就是把實現某種功能的電路所需的各種元件都放在一塊硅片上，所形成的整體被稱作集成電路。對于“集成”，想象一下我們住過的房子可能比較容易理解：很多人小時候都住過農村的房子，那時房屋的主體也許就是三兩間平房，發揮著臥室的功能，門口的小院子擺上一副桌椅，就充當客廳，旁邊還有個炊煙裊裊的小矮屋，那是廚房，而具有獨特功能的廁所，需要有一定的隔離，有可能在房屋的背后，要走上十幾米……后來，到了城市里，或者鄉村城鎮化，大家都住進了樓房或者套房，一套房里面，有客廳、臥室、廚房、衛生間、陽臺，也許只有幾十平方米，卻具有了原來占地幾百平方米的農村房屋的各種功能，這就是集成。
當然現如今的集成電路，其集成度遠非一套房能比擬的，或許用一幢摩登大樓可以更好地類比：地面上有商鋪、辦公、食堂、酒店式公寓，地下有幾層是停車場，停車場下面還有地基——這是集成電路的布局，模擬電路和數字電路分開，處理小信號的敏感電路與翻轉頻繁的控制邏輯分開，電源單獨放在一角。每層樓的房間布局不一樣，走廊也不一樣，有回字形的、工字形的、幾字形的——這是集成電路器件設計，低噪聲電路中可以用折疊形狀或“叉指”結構的晶體管來減小結面積和柵電阻。各樓層直接有高速電梯可達，為了效率和功能隔離，還可能有多部電梯，每部電梯能到的樓層不同——這是集成電路的布線，電源線、地線單獨走線，負載大的線也寬;時鐘與信號分開;每層之間布線垂直避免干擾;CPU與存儲之間的高速總線，相當于電梯，各層之間的通孔相當于電梯間……
特點
集成電路或稱微電路(microcircuit)、 微芯片(microchip)、芯片(chip)在電子學中是一種把電路(主要包括半導體裝置，也包括被動元件等)小型化的方式，并通常制造在半導體晶圓表面上。
前述將電路制造在半導體芯片表面上的集成電路又稱薄膜(thin-film)集成電路。另有一種厚膜(thick-film)混成集成電路(hybrid integrated circuit)是由獨立半導體設備和被動元件，集成到襯底或線路板所構成的小型化電路。
集成電路具有體積小，重量輕，引出線和焊接點少，壽命長，可靠性高，性能好等優點，同時成本低，便于大規模生產。它不僅在工、民用電子設備如收錄機、電視機、計算機等方面得到廣泛的應用，同時在軍事、通訊、遙控等方面也得到廣泛的應用。用集成電路來裝配電子設備，其裝配密度比晶體管可提高幾十倍至幾千倍，設備的穩定工作時間也可大大提高。
分類
功能結構
集成電路，又稱為IC，按其功能、結構的不同，可以分為模擬集成電路、數字集成電路和數/模混合集成電路三大類。
模擬集成電路又稱線性電路,用來產生、放大和處理各種模擬信號(指幅度隨時間變化的信號。例如半導體收音機的音頻信號、錄放機的磁帶信號等)，其輸入信號和輸出信號成比例關系。而數字集成電路用來產生、放大和處理各種數字信號(指在時間上和幅度上離散取值的信號。例如3G手機、數碼相機、電腦CPU、數字電視的邏輯控制和重放的音頻信號和視頻信號)。
制作工藝
集成電路按制作工藝可分為半導體集成電路和膜集成電路。
膜集成電路又分類厚膜集成電路和薄膜集成電路。
集成度高低
集成電路按集成度高低的不同可分為：
SSIC 小規模集成電路(Small Scale Integrated circuits)
MSIC 中規模集成電路(Medium Scale Integrated circuits)
LSIC 大規模集成電??(Large Scale Integrated circuits)
VLSIC 超大規模集成電路(Very Large Scale Integrated circuits)
ULSIC特大規模集成電路(Ultra Large Scale Integrated circuits)
GSIC 巨大規模集成電路也被稱作極大規模集成電路或超特大規模集成電路(Giga Scale Integration)。
導電類型不同
集成電路按導電類型可分為雙極型集成電路和單極型集成電路，他們都是數字集成電路。
雙極型集成電路的制作工藝復雜，功耗較大，代表集成電路有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等類型。單極型集成電路的制作工藝簡單，功耗也較低，易于制成大規模集成電路，代表集成電路有CMOS、NMOS、PMOS等類型。
按用途
集成電路按用途可分為電視機用集成電路、音響用集成電路、影碟機用集成電路、錄像機用集成電路、電腦(微機)用集成電路、電子琴用集成電路、通信用集成電路、照相機用集成電路、遙控集成電路、語言集成電路、報警器用集成電路及各種專用集成電路。
1.電視機用集成電路包括行、場掃描集成電路、中放集成電路、伴音集成電路、彩色解碼集成電路、AV/TV轉換集成電路、開關電源集成電路、遙控集成電路、麗音解碼集成電路、畫中畫處理集成電路、微處理器(CPU)集成電路、存儲器集成電路等。
2.音響用集成電路包括AM/FM高中頻電路、立體聲解碼電路、音頻前置放大電路、音頻運算放大集成電路、音頻功率放大集成電路、環繞聲處理集成電路、電平驅動集成電路，電子音量控制集成電路、延時混響集成電路、電子開關集成電路等。
3.影碟機用集成電路有系統控制集成電路、視頻編碼集成電路、MPEG解碼集成電路、音頻信號處理集成電路、音響效果集成電路、RF信號處理集成電路、數字信號處理集成電路、伺服集成電路、電動機驅動集成電路等。
4.錄像機用集成電路有系統控制集成電路、伺服集成電路、驅動集成電路、音頻處理集成電路、視頻處理集成電路。
5.計算機集成電路，包括中央控制單元(CPU)、內存儲器、外存儲器、I/O控制電路等。
6.通信集成電路
7.專業控制集成電路
按應用領域分
集成電路按應用領域可分為標準通用集成電路和專用集成電路。
按外形分
集成電路按外形可分為圓形(金屬外殼晶體管封裝型，一般適合用于大功率)、扁平型(穩定性好，體積小)和雙列直插型。
簡史
我國集成電路發展歷史
我國集成電路產業誕生于六十年代，共經歷了三個發展階段：
1965年-1978年：以計算機和軍工配套為目標，以開發邏輯電路為主要產 品，初步建立集成電路工業基礎及相關設備、儀器、材料的配套條件
1978年-1990年：主要引進美國二手設備，改善集成電路裝備水平，在“治散治亂”的同時，以消費類整機作為配套重點，較好地解決了彩電集成電路的國產化
1990年-2000年：以908工程、909工程為重點，以CAD為突破口，抓好科技攻關和北方科研開發基地的建設，為信息產業服務，集成電路行業取得了新的發展。
集成電路產業是對集成電路產業鏈各環節市場銷售額的總體描述，它不僅僅包含集成電路市場，也包括IP核市場、EDA市場、芯片代工市場、封測市場，甚至延伸至設備、材料市場。
集成電路產業不再依賴CPU、存儲器等單一器件發展，移動互聯、三網融合、多屏互動、智能終端帶來了多重市場空間，商業模式不斷創新為市場注入新活力。目前我國集成電路產業已具備一定基礎，多年來我國集成電路產業所聚集的技術創新活力、市場拓展能力、資源整合動力以及廣闊的市場潛力，為產業在未來5年～10年實現快速發展、邁上新的臺階奠定了基礎。
檢測常識
1、檢測前要了解集成電路及其相關電路的工作原理
檢查和修理集成電路前首先要熟悉所用集成電路的功能、內部電路、主要電氣參數、各引腳的作用以及引腳的正常電壓、波形與外圍元件組成電路的工作原理。
2、測試避免造成引腳間短路
電壓測量或用示波器探頭測試波形時，避免造成引腳間短路，最好在與引腳直接連通的外圍印刷電路上進行測量。任何瞬間的短路都容易損壞集成電路，尤其在測試扁平型封裝的CMOS集成電路時更要加倍小心。
3、嚴禁在無隔離變壓器的情況下，用已接地的測試設備去接觸底板帶電的電視、音響、錄像等設備
嚴禁用外殼已接地的儀器設備直接測試無電源隔離變壓器的電視、音響、錄像等設備。雖然一般的收錄機都具有電源變壓器，當接觸到較特殊的尤其是輸出功率較大或對采用的電源性質不太了解的電視或音響設備時，首先要弄清該機底盤是否帶電，否則極易與底板帶電的電視、音響等設備造成電源短路，波及集成電路，造成故障的進一步擴大。
4、要注意電烙鐵的絕緣性能
不允許帶電使用烙鐵焊接，要確認烙鐵不帶電，最好把烙鐵的外殼接地，對MOS電路更應小心，能采用6~8V的低壓電烙鐵就更安全。
5、要保證焊接質量
焊接時確實焊牢，焊錫的堆積、氣孔容易造成虛焊。焊接時間一般不超過3秒鐘，烙鐵的功率應用內熱式25W左右。已焊接好的集成電路要仔細查看，最好用歐姆表測量各引腳間有否短路，確認無焊錫粘連現象再接通電源。
6、不要輕易斷定集成電路的損壞
不要輕易地判斷集成電路已損壞。因為集成電路絕大多數為直接耦合，一旦某一電路不正常，可能會導致多處電壓變化，而這些變化不一定是集成電路損壞引起的，另外在有些情況下測得各引腳電壓與正常值相符或接近時，也不一定都能說明集成電路就是好的。因為有些軟故障不會引起直流電壓的變化。
7、測試儀表內阻要大
測量集成電路引腳直流電壓時，應選用表頭內阻大于20KΩ/V的萬用表，否則對某些引腳電壓會有較大的測量誤差。
8、要注意功率集成電路的散熱
功率集成電路應散熱良好，不允許不帶散熱器而處于大功率的狀態下工作。
9、引線要合理
如需要加接外圍元件代替集成電路內部已損壞部分，應選用小型元器件，且接線要合理以免造成不必要的寄生耦合，尤其是要處理好音頻功放集成電路和前置放大電路之間的接地端。
發展趨勢
2001年到2010年這10年間，我國集成電路產量的年均增長率超過25%，集成電路銷售額的年均增長率則達到23%。2010年國內集成電路產量達到640億塊，銷售額超過1430億元，分別是2001年的10倍和8倍。中國集成電路產業規模已經由2001年不足世界集成電路產業總規模的2%提高到2010年的近9%。中國成為過去10年世界集成電路產業發展最快的地區之一。
國內集成電路市場規模也由2001年的1140億元擴大到2010年的7350億元，擴大了6.5倍。國內集成電路產業規模與市場規模之比始終未超過20%。如扣除集成電路產業中接受境外委托代工的銷售額，則中國集成電路市場的實際國內自給率還不足10%，國內市場所需的集成電路產品主要依靠進口。近幾年國內集成電路進口規模迅速擴大，2010年已經達到創紀錄的1570億美元，集成電路已連續兩年超過原油成為國內最大宗的進口商品。與巨大且快速增長的國內市場相比，中國集成電路產業雖發展迅速但仍難以滿足內需要求。
當前以移動互聯網、三網融合、物聯網、云計算、智能電網、新能源汽車為代表的戰略性新興產業快速發展，將成為繼計算機、網絡通信、消費電子之后，推動集成電路產業發展的新動力。工信部預計，國內集成電路市場規模到2015年將達到12000億元。
我國集成電路產業發展的生態環境亟待優化，設計、制造、封裝測試以及專用設備、儀器、材料等產業鏈上下游協同性不足，芯片、軟件、整機、系統、應用等各環節互動不緊密。“十二五”期間，中國將積極探索集成電路產業鏈上下游虛擬一體化模式，充分發揮市場機制作用，強化產業鏈上下游的合作與協同，共建價值鏈。培育和完善生態環境，加強集成電路產品設計與軟件、整機、系統及服務的有機連接，實現各環節企業的群體躍升，增強電子信息大產業鏈的整體競爭優勢。
發展對策建議
1.創新性效率超越傳統的成本性靜態效率
從理論上講，商務成本屬于成本性的靜態效率范疇，在產業發展的初級階段作用顯著。外部商務成本的上升實際上是產業升級、創新驅動的外部動力。作為高新技術產業的上海集成電路產業，需要積極利用產業鏈完備、內部結網度較高、與全球生產網絡有機銜接等集群優勢，實現企業之間的互動共生的高科技產業機體的生態關系，有效保障并促進產業創業、創新的步伐。事實表明，20世紀80年代，雖然硅谷的土地成本要遠高于128公路地區，但在硅谷建立的半導體公司比美國其他地方的公司開發新產品的速度快60%，交運產品的速度快40%。具體而言，就是硅谷地區的硬件和軟件制造商結成了緊密的聯盟，能最大限度地降低從創意到制造出產品等相關過程的成本，即通過技術密集關聯為基本的動態創業聯盟，降低了創業成本，從而彌補了靜態的商務成本劣勢。
2.準確的產品與市場定位
許多歸國創業的設計人才認為，中國的消費者是世界上最好的衣食父母，與歐美發達國家相比，我們的消費者對新產品充滿好奇，一般不退貨，基本無賠償。這些特點為設計企業的創業、創新與發展提供了良好的市場機遇。企業要善于去發現產品應用，尋找市場 。
設計公司擴張主要是受限于人才與產品定位。由于在人才團隊、市場和產品定義方面的不足，初創公司不可能做大項目，不適合于做集聚型大項目。現有的大多數設計企業還是適合于分散型市場，主動去支持系統廠商，提供大量的服務。人力密集型業務項目不適合歐美公司，更適合我們。例如，在國內市場上，如果一個產品能出貨300萬顆，那么公司就會去做，國外企業則不可能去做它。
3.打造國際精英人才的“新故鄉”，充分發揮海歸人才優勢
海歸人才在國外做了很多超前的技術開發研究，并且在全球一些頂尖公司內有產業經驗，回國后從事很有需求的產品開發應用，容易成功。集成電路產業的研發就怕方向性錯誤與低水平重復，海歸人才知道如何去做才能夠成功 。
“歸國人才團隊+海外工作經驗+優惠政策扶持+風險投資”式上海集成電路產業發展的典型模式，這在張江高科技園區尤為明顯。然而，由于國際社區建設滯后、戶籍政策限制、個人所得稅政策缺乏國際競爭力等多方面原因綜合作用，張江仍然沒有成為海外高級人才的安家落戶、長期扎根的開放性、國際性高科技園區。留學生短期打算、“做做看”的“候鳥”觀望氣氛濃厚，不利于全球高級人才的集聚。要充分發揮張江所處的區位優勢以及浦東綜合
配套改革試點的政策優勢，將單純吸引留學生變為吸引留學生、國外精英等高層次人才。通過科學城建設以及個人所得稅率的國際化調整、落戶政策的優化，發揮上海“海派文化”傳統，將張江建設成為世界各國人才匯集、安居樂業的新故鄉，大幅提升張江在高層次人才爭奪中的國際競爭力 。
4.重在積累，克服急功近利
設計業的復雜度很高，需要強大的穩定的團隊、深厚的積累。積累是一個不可逾越的發展過程。中國集成電路產業的發展如同下圍棋，不能只爭一時之短長，要比誰的氣長，而不是誰的空多。
集成電力產業人才尤其是設計人才供給問題長期以來是輿論界關注的熱點，許多高校在專業與設置、人才培養方面急功近利，片面追隨所謂社會熱點和學業對口，導致學生的基本綜合素質和人文科學方面的素養不夠高，知識面過窄。事實上，眾多設計企業普遍反映，他們招聘人才的標準并非是單純的所謂專業對口，而是更注重基礎知識和綜合素質，他們普遍反映高校的教育太急功近利了。
5.促進企業間合作，促進產業鏈合作
國內企業之間的橫向聯系少，外包剛剛起步，基本上每個設計企業都有自己的芯片，都在進行全面發展。這些因素都限制了企業的快速發展。要充分運用華南一些企業為國外做的解決方案，這樣終端客戶就可以直接將公司產品運用到原有解決方案上去。此外，設計企業要與方案商、通路商、系統廠商形成緊密的戰略合作伙伴關系。
6.摒棄理想化的產學研模式
產學研一體化一直被各界視為促進高新技術產業發展的良方，但實地調研結果暴露出人們在此方面存在著不切實際的幻想。筆者所調研的眾多設計企業對高校幫助做產品不抱任何指望。公司項目要求的進度快，存在合作的時間問題;高校一般不具備可以使工廠能更有效利用廠房空間，也適用于研發中心的使用。新開發的空冷系統減少了對外部設施的依賴，可在任意位置安裝設置，同時繼續支持符合STC標準的各種T2000模塊，滿足各種測試的需要。
其他信息
晶體管發明并大量生產之后，各式固態半導體組件如二極管、晶體管等大量使用，取代了真空管在電路中的功能與角色。到了20世紀中后期半導體制造技術進步，使得集成電路成為可能。相對于手工組裝電路使用個別的分立電子組件，集成電路可以把很大數量的微晶體管集成到一個小芯片，是一個巨大的進步。集成電路的規模生產能力，可靠性，電路設計的模塊化方法確保了快速采用標準化IC 代替了設計使用離散晶體管。
IC 對于離散晶體管有兩個主要優勢：成本和性能。成本低是由于芯片把所有的組件通過照相平版技術，作為一個單位印刷，而不是在一個時間只制作一個晶體管。性能高是由于組件快速開關，消耗更低能量，因為組件很小且彼此靠近。2006年，芯片面積從幾平方毫米到350 mm2，每mm2可以達到一百萬個晶體管。
第一個集成電路雛形是由杰克·基爾比于1958年完成的，其中包括一個雙極性晶體管，三個電阻和一個電容器。
根據一個芯片上集成的微電子器件的數量，集成電路可以分為以下幾類：
1.小規模集成電路
SSI 英文全名為 Small Scale Integration, 邏輯門10個以下 或 晶體管 100個以下。
2.中規模集成電路
MSI 英文全名為 Medium Scale Integration, 邏輯門11~100個 或 晶體管 101~1k個。
3.大規模集成電路
LSI 英文全名為 Large Scale Integration, 邏輯門101~1k個 或 晶體管 1,001~10k個。
4.超大規模集成電路
VLSI 英文全名為 Very large scale integration, 邏輯門1,001~10k個 或 晶體管 10,001~100k個。
5.甚大規模集成電路
ULSI 英文全名為 Ultra Large Scale Integration, 邏輯門10,001~1M個 或 晶體管 100,001~10M個。
GLSI 英文全名為 Giga Scale Integration, 邏輯門1,000,001個以上 或 晶體管10,000,001個以上。
而根據處理信號的不同，可以分為模擬集成電路、數字集成電路、和兼具模擬與數字的混合信號集成電路。
集成電路發展
最先進的集成電路是微處理器或多核處理器的"核心(cores)",可以控制電腦到手機到數字微波爐的一切。存儲器和ASIC是其他集成電路家族的例子，對于現代信息社會非常重要。雖然設計開發一個復雜集成電路的成本非常高，但是當分散到通常以百萬計的產品上，每個IC的成本最小化。IC的性能很高，因為小尺寸帶來短路徑，使得低功率邏輯電路可以在快速開關速度應用。
這些年來，IC 持續向更小的外型尺寸發展，使得每個芯片可以封裝更多的電路。這樣增加了每單位面積容量，可以降低成本和增加功能-見摩爾定律，集成電路中的晶體管數量，每兩年增加一倍。總之，隨著外形尺寸縮小，幾乎所有的指標改善了-單位成本和開關功率消耗下降，速度提高。但是，集成納米級別設備的IC不是沒有問題，主要是泄漏電流(leakage current)。因此，對于最終用戶的速度和功率消耗增加非常明顯，制造商面臨使用更好幾何學的尖銳挑戰。這個過程和在未來幾年所期望的進步，在半導體國際技術路線圖(ITRS)中有很好的描述。
越來越多的電路以集成芯片的方式出現在設計師手里，使電子電路的開發趨向于小型化、高速化。越來越多的應用已經由復雜的模擬電路轉化為簡單的數字邏輯集成電路。
IC的普及
僅僅在其開發后半個世紀，集成電路變得無處不在，電腦，手機和其他數字電器成為現代社會結構不可缺少的一部分。這是因為，現代計算，交流，制造和交通系統，包括互聯網，全都依賴于集成電路的存在。甚至很多學者認為有集成電路帶來的數字革命是人類歷史中最重要的事件。
IC的分類
集成電路的分類方法很多，依照電路屬模擬或數字，可以分為：模擬集成電路、數字集成電路和混合信號集成電路(模擬和數字在一個芯片上)。
數字集成電路可以包含任何東西，在幾平方毫米上有從幾千到百萬的邏輯門，觸發器，多任務器和其他電路。這些電路的小尺寸使得與板級集成相比，有更高速度，更低功耗并降低了制造成本。這些數字IC, 以微處理器，數字信號處理器(DSP)和單片機為代表，工作中使用二進制，處理1和0信號。
模擬集成電路有,例如傳感器，電源控制電路和運放，處理模擬信號。完成放大，濾波，解調，混頻的功能等。通過使用專家所設計、具有良好特性的模擬集成電路，減輕了電路設計師的重擔，不需凡事再由基礎的一個個晶體管處設計起。
IC可以把模擬和數字電路集成在一個單芯片上，以做出如模擬數字轉換器(A/D converter)和數字模擬轉換器(D/A converter)等器件。這種電路提供更小的尺寸和更低的成本，但是對于信號沖突必須小心。
