什么是集成电路（IC）？

在现代社会中，电子产品无处不在，并融入了我们生活的各个方面。尽管各种电子设备具有不同的功能，但它们都依靠集成电路。集成电路是一种微电动设备，可在半导体晶圆上集成多个组件和接线。包装后，它形成了功能结构，促进了电子组件向微型化等等的发展。

什么是集成电路（IC）？

一个集成电路（IC简而言之），也称为集成电路，是指多个电子组件（例如二极管，晶体管，电阻等）的整合到单个芯片上以形成完整的电路系统。综合电路的出现使电路的设计和制造更加方便和高效。同时，它大大降低了电路的成本，并促进了现代电子技术的发展。

集成电路（IC）做什么？

集成电路（IC）是一种将大量电子组件集成到小半导体芯片上的技术。使用光刻技术，紫外线用于同时将组件同时打印到基材上。这比离散组件更有效，成本较低，性能更可靠。
IC具有很大的优势：

功能集成使电路设计灵活而紧凑。
促进设计和制造，有助于电子产品的快速开发。
减少数量，使产品轻巧且便携。
降低成本并提高价格竞争力。
提高性能并加快数据传输和处理。
提高可靠性并降低故障率。

IC制造的演变

综合电路的发展历史（IC，集成电路）是现代电子技术历史上的关键章节。它不仅加速了电子产品的微型化，而且还为许多行业提供了创新动力。

初始阶段（1950年代末 - 1960年代初）：在此之前，电子设备依赖于笨重的真空管。晶体管在1947年的发明使小型化成为可能。尽管晶体管被广泛使用，但仍需要多个单独的组件。 1958年，来自美国德克萨斯州仪器的杰克·基尔比（Jack Kilby）发明了第一个集成电路，在小芯片上集成了多个电子组件，例如晶体管，电阻和电容器。这标志着电子技术的重大革命，使设备更加紧凑和高效。
商业化与发展（1960年代中期 - 1970年代初）：1961年，引入了第一个商业综合电路。随后，英特尔还推出了其集成电路产品，从而促进了该技术的广泛应用。 1965年，英特尔的创始人戈登·摩尔（Gordon Moore）提出了“摩尔定律”（Moore's Law），该法律指出，综合电路上的晶体管数量大约每18个月加倍，成为开发综合电路和微处理器的指导原则。
微处理器的出生和普及（1970年代中期 - 1980年代初）：1971年，英特尔推出了第一个微处理器4004处理器，这是第一个将计算机中央处理单元（CPU）集成到单个芯片上的集成电路，为计算机的微型化和普及奠定了基础。在1970年代后期，随着微处理器技术的成熟，个人计算机（PC）开始出现，综合电路逐渐进入了人们的日常生活，从而强烈促进了基于信息的社会的到来。
技术飞跃（1990年代 - 2000年代初）：随着半导体技术的持续进展，集成电路的制造过程变得越来越精致，从微米级别发展到纳米水平。这使一个芯片能够集成更多功能并显着提高性能。在1990年代，随着移动通信和消费电子产品的快速发展，集成的电路逐渐发展为芯片上的系统，将更多功能集成到单个芯片中，并在智能手机和平板电脑等设备中广泛使用。
当前情况（自2010年代以来）：集成电路的制造过程已进入纳米级阶段，例如7nm和5nm。综合电路的性能和效率不断提高，芯片变得更快，功耗较低。新的一代微处理器，GPU（图形处理单元）等广泛用于人工智能，大数据，云计算和自动驾驶等尖端领域。将来，综合电路将继续在诸如量子计算，深度学习和5G沟通等领域中发挥关键作用，并推动技术的持续发展。从晶体管的简单整合到当今的高性能和微型芯片，综合电路的开发极大地促进了电子设备和技术创新的普及。从早期的计算机到当今的智能手机，自动驾驶汽车等，综合电路无处不在，已成为现代技术的基石。

集成电路的类型

集成电路（IC）可以从多个角度进行分类，包括规模，功能，应用和技术。以下是一些集成电路的常见分类方法：

按功能进行分类
- 数字集成电路：处理离散的数字信号，例如微处理器，记忆和逻辑门阵列。
- 模拟集成电路：处理连续的模拟信号，例如操作放大器，音频放大器和模拟开关。
- 混合 - 信号集成电路：同时处理数字和模拟信号，例如模数转换器（ADC）和数字到Analog转换器（DACS）。
- 电源集成电路：用于控制和驱动高电流载荷，例如电源管理芯片和电动机驱动器。
按应用程序进行分类
- 通用综合电路：具有广泛用途的标准电路，例如通用逻辑门，计数器和登记册。
- 应用特定的集成电路（ASIC）：专为特定应用程序设计的电路，例如参考图片处理器和通信芯片。
- 片上系统（SOC）：整合完整电子系统功能的电路，包括处理器，内存和外围设备。
- 射频集成电路（RFIC）：用于无线通信的高频电路，例如RF收发器和频率合成器。
通过技术分类
- 双极集成电路：使用双极晶体管，其特征是高速但功耗相对较高。
- 金属 - O化物 - 半导体（MOS）集成电路：使用MOS晶体管，其特征是低功耗和高集成。
- 互补金属 - O化物 - 半导体（CMOS）集成电路：结合N型和P型MOS晶体管，是目前最常用的集成电路技术。
- 双极CMOS（BICMOS）集成电路：结合双极和CMOS技术，具有速度和低功耗的优势。可以将这些分类方法组合起来，以更准确地描述集成电路的类型和特征。

IC包装类型

IC芯片的包装方法是指将芯片封装到配备了PIN的外壳中，以方便连接到电路板。不同的包装方法适合不同的应用程序方案和成本要求。常见的IC包装类型如下：
通过 - 孔包装

双线包装（DIP）：销钉以直接排列的方式从包装的两侧带出，并通过引脚插入电路板。它具有简单的结构和低成本，适用于手动焊接，但是它的数量很大，销钉数量有限，反干扰性能差。
引脚网格阵列（PGA）：芯片内外有多个平方阵列的销钉，在芯片周围间隔排列，可以在2-5个圆圈中排列。它对于插件操作很方便，具有高可靠性，并且可以适应更高的频率，但会影响多层PCB的接线。
表面 - 安装包装
小型外线包（SOP）：引脚从两侧都带出，这是一个可以直接焊接到PCB上的平坦包装。它适用于SMT安装和接线，在高频应用中具有降低的寄生参数和高可靠性。
QUAD FLAT包（QFP）：引脚从四个侧面引导，是具有较小电感的水平直线，并且可以以较高的频率工作。它的体积较小，密集的销钉和良好的抗干扰性能，适用于高密度电路应用。
塑料铅芯片载体（PLCC）：带有J形别针的塑料包装的芯片载体。它使用芯片载体软件包，该软件包很方便用于更换系统中的集成电路。
无铅陶瓷芯片载体（LCC）：销钉嵌入陶瓷包装的四个侧面并通过接触进行进行，有时也称为CLCC。如果载体结构和销钉形状略微修饰，则可以直接将其直接焊接到PCB，而无需插座。
其他包装
球网阵列（BGA）：将芯片和电路板通过球形焊球连接，具有高销密度，良好的振动性和客户高度认可导热率。它适用于高速和高密度应用，例如CPU和GPU。
芯片尺度包（CSP）：将芯片直接包装在一个几乎没有外销的小基材上。它很小且轻巧，适用于需要最小化的应用，例如手持设备和嵌入式系统。
Quad Flat No-铅（QFN）：包装的四个侧面配置了电极触点。由于没有引脚，因此安装区域小于QFP，高度低于QFP。它具有小尺寸，良好的散热和良好的电性能的特征，并且适用于高速和高频IC。

什么是PCB和IC？

集成电路通常是指芯片的集成。主板上的北桥芯片和CPU内部的组件都称为集成电路，原始名称也被“集成块”。另一方面，PCB是指我们通常看到的电路板，也用于在板上打印和焊接芯片。了解两者之间的关系：集成电路（IC）被焊接到PCB上； PCB是集成电路（IC）的载体。简而言之，集成电路将通用电路集成到芯片上。它是整体，一旦内部损坏，芯片也会损坏。但是，PCB允许组件进行自焊接，如果组件损坏，则可以更换。