半导体集成电路是微电子学技术的一种应用,指将多个晶体管、二极管、电容、电阻等基本电子器件,以及一些线路电路经过层层加工、镀膜、制作、粘合、封装等操作,组合到一块小小的芯片上,形成一个完整的电子系统。因为它采用了成千上万个电子元器件在一个晶片上集成而成,因此也被称为“电子芯片”。
按照功能划分,半导体集成电路可以分为数字集成电路和模拟集成电路两种。
数字集成电路(Digital Integrated Circuit,简称DIC)是以数字信号为主要的工作形式,采用数字电路组成的集成电路。主要可以分为逻辑门集成电路和存储器集成电路两种类型。逻辑门集成电路是指将逻辑门电路存在集成电路中,形成异或门、与或门、或非门等逻辑电路功能;存储器集成电路则是将若干存储器单元集成在同一个芯片上。
模拟集成电路(Analog Integrated Circuit,简称AIC)是以模拟信号为主要的工作形式,采用模拟电路组成的集成电路。模拟信号是连续的,在整个过程内,它们的各个值时序上是相关联的,而不像数字信号那样是由真假两态来控制的。
相比于传统的离散元器件设计,半导体集成电路具有以下几个优点:
1、由于在晶圆上的电路长度非常短,信号的传输距离变短,所以半导体集成电路的信号传输速度也很快。
2、集成电路的体积非常小,可以实现大规模集成电路,一块芯片上可以嵌入多个电子器件,从而极大地提高了元器件的密度和复杂度。
3、半导体集成电路可以大幅提高电路的可靠性,因为多个电子器件被集成在一起,可以统一制作、加工,减少组装过程中产生的接触问题、温度问题等。
半导体集成电路在现代电子设备中应用广泛,涵盖了通信、计算机、汽车、医疗、工业等各个领域。
以通讯卫星为例,卫星内部集成电路的数量多达十几万个,由此可见半导体集成电路在实现高复杂度系统中的作用。
在计算机领域,半导体集成电路也是不可缺少的一部分。由于集成电路的种类繁多、品质差异,所以在计算机的发展过程中,如何选择合适的芯片成为了一项非常重要的工作。目前,市场上最主流的中央处理器(CPU)就是基于半导体集成电路的。