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集成电路(ic)

将多个器件集成到一块半导体上
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描述

集成电路是当今几乎所有技术的基石。它是一种小的方形或矩形的半导体材料,通常是硅,其中包含铺设或生长的电子电路,以完成计算或其他任务。这个概念是将许多晶体管和其他设备嵌入到一块硅上,并在硅内部形成互连。在集成电路出现之前,电子元件,如晶体管、电阻器、二极管、电感器和电容器,都是手工连接在一块电路板上的。集成电路通过将组件集成到一块材料芯片上,实现了更强大、更轻、更小型化的应用。

1959年,德克萨斯仪器公司的杰克·基尔比获得了美国专利# 3138,743的小型化电子电路,费尔Fairchild半导体公司的罗伯特·诺斯获得了美国专利# 2981,877的硅基集成电路。经过几年的法律斗争(直到1966年),两家公司决定交叉许可对方的专利,IC行业诞生了。

集成电路的三种主要类型是模拟,数字,和混合信号电路。集成电路可能是单片的——一块硅,其中的组件被添加在一层,或者它们可能更复杂,例如chiplets有不止一块硅。

数字集成电路由晶体管、触点和互连电路组成。不过,可以肯定的是,前沿芯片领域正在出现一个拐点。的晶体管位于结构的底部,用作开关。的互联它位于晶体管的顶部,由微小的铜线组成,将电信号从一个晶体管传输到另一个晶体管。晶体管的结构和互连是由一层称为线路中间(MOL)连接起来的。MOL层由一系列微小的接触结构


图1:各节点上的互连、触点和晶体管。资料来源:应用材料

集成电路设计流程数字、模拟和混合信号芯片的不同之处在于它们如何处理两个主要设计步骤:

  • 功能设计与验证
  • 物理设计与验证

集成电路制造工艺由前端线(FEOL)组成,在这里创建晶体管,有时是中间线(MOL)步骤,在这里创建触点,以及backend-of-the-line (BEOL)相互连接的地方。测试而且包装是这个过程的下一步。

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