集成電路(Integrated Gircuit, IC)是指通過一系列特定的加工工藝,將晶體管、二極管等有源器件和電阻器、電容器等無源元件,按照一定的電路互連,~集成,在半導體(如硅或砷化鎵等化合物)晶片上,封裝在一個外殼內,執行特定功能的電路或系統。
集成電路由美國德州儀器公司(Texas Instruments, TI)的基爾比(Jack S.Kilby)和仙童公司(Fairchild Co.)的諾伊斯(Robert N. Noyce)分別于 1958年和1959年發明。至2018 年,集成電路技術和產業的發展已經度過了 60個春秋。
集成電路自發明以來,經過20世紀 60年代和70 年代的發展,逐步形成了集成電路產業。1965年,仙童公司的戈登 ?摩爾(Cordon E. Moore)在《電子學》雜志上發表了對集成電路技術發展的預測,他認為,在“最低元件成本下集成電路的復雜度大約每年增長一倍”,這就是最初的“摩爾定律”。1975年摩爾將上述“每年增長一倍”的推斷進行了修正,改為每兩年增長一倍。迄今CPU 上晶體管數目的變化與摩爾的預測相符,而存儲器上晶體管的數目大約每18 個月增加一倍。
集成電路最初的生產商基本是“自產自銷”的系統廠商。其后,一種獨立生產集成電路、面向所有系統廠商的企業形式出現。這種自行設計,用自己的生產線加工、封裝、測試,成品芯片自行銷售的集成電路制造商稱為 1DM(Integrated Device Manufacture,整合器件制造商或集成器件制造商)。隨著集成電路技術的演進,集成電路封裝、設計、制造等環節也出現了獨立的企業,形成了由專業封裝、“無工藝生產線”(Fabless)、“專業代工制造”(Foundry ),以及只銷售知識產權核(Intellectual Property Core,IP核)并不生產集成電路(Chipless)的多種企業組成的集成電路產業結構。此外,集成電路全產業結構還包括了電子設計自動化 ( Electronie Design Automation, EDA)工具提供商、集成電路生產材料廠商和集成電路制造設備廠 商,以及人才培養、人才培訓、產業投資 中介服務等多個層面。
集成電路最初的加工線寬為 10μm 量級,隨著銅互連、浸沒式光刻、3D封裝等新技術的不斷酒現,2018 年風險量產集成電路的加工技術已經達到 7mm。作為集成電路的襯底,硅國片的直徑已由最初的Iin(約25.4mm)增長到現在的300mmn(約12in)。硅國片的直徑早期以 in 為單位,如 4in、5in,后期在硅圓片直徑達到 150mm時全部以 mmn 為單位。通常國內業果將直徑為 150mm 的硅國片俗稱為 6in 的硅圓片:將直徑為200mm 的硅圓片俗稱為 8in的硅國片;將直徑為 300mm 的硅圓片俗稱為 12in 的硅圓片。?
1958 年誕生的集成電路拉開了人類社會邁向信息社會的帷幕。集成電路應用從最初的軍事領城,逐步擴大到工業、農業、交通、政務、金融、安全、辦公 通信、教育、傳媒、娛樂等各個領域。集成電路科學技術與產業不僅成為加速經濟持續增長、改變人類生產和生活方式的推動力,而且成為關系現代戰爭勝負的重要因素。集成電路產業的規模、科學技術水平和創新能力正在成為衡量一個強國綜合國力的重要標志。
集成電路技術為人類創造了全新的信息世界,在人類社會發展的進程中創立了不可磨滅的歷史功績。在信息社會中,集成電路已經成為強國之鼎,富國之寶,興邦之器,安邦之本。
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原文標題:集成電路與集成電路產業,積體電路與積體電路座業,Integrated Circuit (IC) and IC Industry
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