集成线路(Integrated Circuit,简称IC)是现代电子技术的核心,它把许多电子器件(如晶体管、电容、电阻等)和电子元件的连接电路集成在一块半导体片上,具有体积小、功耗低、性能高、成本低等优点。下面从几个方面来详细阐述集成线路的用途。
随着社会科技的不断发展,人们对电子产品的体积和功耗要求越来越高。在这种背景下,集成电路的发展使电子设备的实现微型化成为可能。集成线路制造的芯片,可以集成多个功能单元,从而大大减小了电路板面积和消耗的电能。例如,一颗芯片上可以直接集成处理器、内存、硬盘、显卡等多个部件,从而实现了手机、平板电脑和笔记本电脑等电子设备的轻薄化。
集成电路的内部连接采用微缩工艺,采用了相当高清洁度的洁净室制造生产,降低了微小缺陷对器件性能的影响,同时集成电路认真考虑了电线间隔、电阻、容量等等问题,进一步保障了电子设备的可靠性。通过在一个带宽度的晶圆上刻画出成千上万个芯片,每个芯片的运行状况都能够得到监测。
集成电路可以实现数千甚至数百万晶体管的集成,通过封装和组装,成为单个器件,产量高、成本低。通过电子设计自动化EDA,设计人员可以在计算机上完成复杂的电路设计和布局,在成品芯片实现前通过仿真和验证,验证设计的正确性和可行性。这样芯片上电路繁复程度大幅度减小,设计周期显著压缩,缩短了产品的上市时间,进一步降低制造成本。
集成电路广泛应用于计算机、通讯、控制、航天、汽车等众多领域。例如,高频率的RF IC被大量用于通信领域中WiFi、3G/4G和5G网络中的移动电话、智能手机和平板电脑等;汽车行业中的制动器、引擎管理系统、安全气囊、制动器等等都采用了集成电路技术;智能家居也用到了集成线路,如智能门锁、智能家居控制器等等。