集成电路的定义、特点及分类介绍
集成电路的定义、特点及分类介绍
集成电路（integratedcircuit ，港台称之为积体电路）是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，这样，整个电路的体积大大缩小，且引出线和焊接点的数目也大为减少，从而使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC” （也有用文字符号“ N'等）表示。
集成电路特点
集成电路具有体积小，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠性高，性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。它不仅在工、民用电子设备如收录机、电视机、计算机等方面得到广泛的应用，同时在军事、通讯、遥控等方面也得到广泛的应用。用集成电路来装配电子设备，其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍，设备的稳定工作时间也可大大提高。
集成电路的分类
（一）按功能结构分类集成电路按其功能、结构的不同，可以分为模拟集成电路、数字集成
电路和数/模混合集成电路三大类。模拟集成电路又称线性电路,用来产生、放大和处理各种模拟信号（指幅度随时间边疆变化的信号。例如半导体收音机的音频信号、录放机的磁带信号等），其输入信号和输出信号成比例关系。而数字集成电路用来产生、放大和处理各种数字信号（指在时间上和幅度上离散取值的信号。例如VCD DVD重放的音频信号和视频信号）。
（二）按制作工艺分类集成电路按制作工艺可分为半导体集成电路和薄膜集成电路。膜集成
电路又分类厚膜集成电路和薄膜集成电路。
（三）按集成度高低分类集成电路按集成度高低的不同可分为小规模集成电路、中规模集成
电路、大规模集成电路、超大规模集成电路、特大规模集成电路和巨大规模集成电路。
（四）按导电类型不同分类集成电路按导电类型可分为双极型集成电路和单极型集成电路,
他们都是数字集成电路.双极型集成电路的制作工艺复杂，功耗较大，代表集成电路有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等类型。单极型集成电路的制作工艺简单，功耗也较低，易于制成大规模集
成电路，代表集成电路有CMOS NMOS PMOS等类型。
（五）按用途分类集成电路按用途可分为电视机用集成电路、音响用集成电路、影碟机用集
成电路、录像机用集成电路、电脑（微机）用集成电路、电子琴用集成电路、通信用集成电路、照相机用集成电路、遥控集成电路、语言集成电路、报警器用集成电路及各种专用集成电路。 1.
电视机用集成电路包括行、场扫描集成电路、中放集成电路、伴音集成电路、彩色解码集成电路、AV/TV 转换集成电路、开关电源集成电路、遥控集成电路、丽音解码集成电路、画中画处理集成
电路、微处理器（CPU集成电路、存储器集成电路等。 2.音响用集成电路包括AM/FM高中频电
路、立体声解码电路、音频前置放大电路、音频运算放大集成电路、音频功率放大集成电路、环绕声处理集成电路、电平驱动集成电路，电子音量控制集成电路、延时混响集成电路、电子开关
集成电路等。3.影碟机用集成电路有系统控制集成电路、视频编码集成电路、MPEG解码集成电路、音频信号处理集成电路、音响效果集成电路、RF信号处理集成电路、数字信号处理集成电
路、伺服集成电路、电动机驱动集成电路等。 4. 录像机用集成电路有系统控制集成电路、伺服集成电路、驱
动集成电路、音频处理集成电路、视频处理集成电路。
（六）按应用领域分集成电路按应用领域可分为标准通用集成电路和专用集成电路。（七）按外形分集成电路按外形可分为圆形（金属外壳晶体管封装型,一般适合用于大功率）、扁平型（稳定性好,体积小）和双列直插型.
集成电路发展简史
1. 世界集成电路的发展历史
1947 年：贝尔实验室肖克莱等人发明了晶体管，这是微电子技术发展中第一个里程碑；
1950 年：结型晶体管诞生；
1950 年：R Ohl 和肖特莱发明了离子注入工艺；
1951 年：场效应晶体管发明；
1956年：C S Fuller 发明了扩散工艺；
1958 年：仙童公司Robert Noyce 与德仪公司基尔比间隔数月分别发明了集成电路，开创了世界微电子学的历史；
1960 年：H H Loor 和E Castellani 发明了光刻工艺；
1962年：美国RCA公司研制岀MOS场效应晶体管；
1963年：F.M.Wanlass和C.T.Sah首次提岀CMO战术，今天，95%以上的集成电路芯片都是基于CMOSE艺；
1964 年：Intel 摩尔提岀摩尔定律，预测晶体管集成度将会每18 个月增加1 倍；
1966年：美国RCA公司研制岀CMOSM成电路，并研制岀第一块门阵列（50门）；
1967 年：应用材料公司（Applied Materials ）成立，现已成为全球最大的半导体设备制造公司；
1971年：Intel推岀1kb动态随机存储器（DRAM，标志着大规模集成电路岀现；
1971年：全球第一个微处理器4004由Intel公司推岀，采用的是MOS工艺，这是一个里程
碑式的发明；
1974年：RCA公司推岀第一个CMOS^处理器1802 ；
1976 年：16kb DRAM 和4kb SRAM 问世；
1978 年：64kb 动态随机存储器诞生，不足0.5 平方厘米的硅片上集成了14万个晶体管，标志着超大规模集成电路（VLSI ）时代的来临；
1979年：In tel推岀5MHz 8088微处理器，之后，IBM基于8088推岀全球第一台PC;
1981 年：256kb DRAM 和64kb CMOS SRAM问世；
1984 年：日本宣布推岀1Mb DRAM和256kb SRAM;
1985 年：80386 微处理器问世，20MHz；
1988年：16M DRAM'可世，1平方厘米大小的硅片上集成有3500万个晶体管，标志着进入超
大规模集成电路( VLSI )阶段；
1989年：1Mb DRAM进入市场；
1989年：486微处理器推岀，25MHz 1卩m工艺，后来50MHz芯片采用0.8卩m工艺；
1992年：64M位随机存储器问世；
1993年：66MHz奔腾处理器推岀，采用0.6卩m工艺；
1995 年:Pentium Pro, 133MHz ，采用0.6-0.35 卩m工艺；
1997年：300MHz奔腾H问世，采用0.25 mX艺；
1999年：奔腾皿问世，450MHz,采用0.25卩m工艺，后采用0.18卩m工艺；
2000 年: 1Gb RAM 投放市场；
2000年：奔腾4问世，1.5GHz，采用0.18卩m工艺；
2001年：Intel 宣布2001年下半年采用0.13卩m工艺。
2003年：奔腾4 E系列推岀，采用90nm工艺。
2005年：in tel 酷睿2系列上市，采用65nm工艺。
2007 年：基于全新45 纳米High-K 工艺的intel 酷睿2 E7/E8/E9 上市。
2009 年：intel 酷睿i 系列全新推岀，创纪录采用了领先的32 纳米工艺，并且下一代22 纳米工艺正在研发。
2. 我国集成电路的发展历史
我国集成电路产业诞生于六十年代，共经历了三个发展阶段：
1965 年-1978 年：以计算机和军工配套为目标，以开发逻辑电路为主要产品，初步建立集
成电路工业基础及相关设备、仪器、材料的配套条件；
1978 年-1990 年：主要引进美国二手设备，改善集成电路装备水平，在“治散治乱” 的同时，以消费类整机作为配套重点，较好地解决了彩电集成电路的国产化；
1990年-2000年：以908工程、909工程为重点，以CAD为突破口，抓好科技攻关和北方科研开发基地的建设，为信息产业服务，集成电路行业取得了新的发展。
集成电路的封装种类
1 、BGA(ball grid array)
球形触点陈列，表面贴装型封装之一。在印刷基板的背面按陈列方式制作出球形凸点用以代替引脚，在印刷基板的正面装配LSI 芯片，然后用模压树脂或灌封方法进行密封。也称为凸
点陈列载体（PAC）。引脚可超过200，是多引脚LSI用的一种封装。封装本体也可做得比QFP（四
侧引脚扁平封装）小。例如，引脚中心距为1.5mm 的360 引脚BGA 仅为31mm 见方；而引脚中心距为0.5mm的304弓|脚QFP为40mm见方。而且BGA不用担心QFP那样的引脚变形问题。该封装是美国Motorola 公司开发的，首先在便携式电话等设备中被采用，今后在美国有可能在
个人计算机中普及。最初，BGA的引脚（凸点）中心距为1.5mm,弓I脚数为225。现在也有一些
LSI 厂家正在开发500 引脚的BGA。BGA 的问题是回流焊后的外观检查。现在尚不清楚是否有效的外观检查方法。有的认为，由于焊接的中心距较大，连接可以看作是稳定的，只能通过功能检查来处理。美国Motorola 公司把用模压树脂密封的封装称为OMPAC而把灌封方法密封的
封装称为GPAC（见OMPAC和GPAC。
2、BQFP（quad flat package with bumper）
带缓冲垫的四侧引脚扁平封装。QFP 封装之一，在封装本体的四个角设置突起（缓冲垫）以防止在运送过程中引脚发生弯曲变形。美国半导体厂家主要在微处理器和ASIC 等电路中采用
此封装。引脚中心距0.635mm,弓I脚数从84到196左右（见QFP）。
4、C－（ceramic）
表示陶瓷封装的记号。例如，CDIP表示的是陶瓷DIP。是在实际中经常使用的记号。
5、Cerdip
用玻璃密封的陶瓷双列直插式封装，用于ECL RAM, DSP（数字信号处理器）等电路。带有玻
璃窗口的Cerdip用于紫外线擦除型EPROM以及内部带有EPROM的微机电路等。弓I脚中心距 2.54mm,引脚数从8到42。在日本，此封装表示为DIP —G（G即玻璃密封的意思）。
6、Cerquad
表面贴装型封装之一，即用下密封的陶瓷QFF，用于封装DSP等的逻辑LSI电路。带有窗口的Cerquad用于封装EPROM电路。散热性比塑料QFP好，在自然空冷条件下可容许1. 5?2W的功率。但圭寸装成本比塑料QFP高3?5倍。引脚中心距有 1.27mm 0.8mm> 0.65mm、0.5mm、0.4mm 等多种规格。引脚数从32 到368。
带引脚的陶瓷芯片载体，表面贴装型封装之一，引脚从封装的四个侧面引出，呈丁字形。带有窗口的用于封装紫外线擦除型EPROM以及带有EPROM的微机电路等。此封装也称为QFJ、QFJ —G（见QFJ）。
8、COB（chip on board）
板上芯片封装，是裸芯片贴装技术之一，半导体芯片交接贴装在印刷线路板上，芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现，芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现，并用树脂覆盖以确保可靠性。虽然COB 是最简单的裸芯片贴装技术，但它的封装密度远不如TAB 和倒片焊
技术。
9、DFP（dual flat package）
双侧引脚扁平封装。是SOP的别称（见SOP）。以前曾有此称法，现在已基本上不用。
10、DIC(dual in-line ceramic package)
陶瓷DIP（含玻璃密封）的别称（见DIP）.
11、DIL(dual in-line)
DIP 的别称(见DIP) 。欧洲半导体厂家多用此名称。
12、DIP(dual in-line package)
双列直插式封装。插装型封装之一，引脚从封装两侧引岀，封装材料有塑料和陶瓷两种。DIP
是最普及的插装型封装，应用范围包括标准逻辑IC ，存贮器LSI ，微机电路等。引脚中心距 2.54mm,弓I 脚数从6到64。封装宽度通常为15.2mm。有的把宽度为7.52mm和10.16mm的封装分别称为skinny DIP 和slim DIP（窄体型DIP）。但多数情况下并不加区分，只简单地统称为DIP。另外，用低熔点玻璃密封的陶瓷DIP也称为cerdip（见cerdip）。
13、DSO（dual small out-lint）
双侧引脚小外形封装。SOP的别称（见SOP）。部分半导体厂家采用此名称。
14、DICP（dual tape carrier package）
双侧引脚带载封装。TCP（带载封装）之一。引脚制作在绝缘带上并从封装两侧引岀。由于利用的是TAB（自动带载焊接）技术，封装外形非常薄。常用于液晶显示驱动LSI，但多数为定制品。
另外，0.5mm 厚的存储器LSI 簿形封装正处于开发阶段。在日本，按照EIAJ（日本电子机械工业
）会标准规定，将DICP 命名为DTP。
15、DIP(dual tape carrier package)
同上。日本电子机械工业会标准对DTCP 的命名（见DTCP）。
1 6、F P(flat package)
扁平封装。表面贴装型封装之一。此名称。QFP或SOP（见QFP和SOP）的别
称。
部分半导体厂家采用
17、flip-chip
倒焊芯片。裸芯片封装技术之一，在LSI 芯片的电极区制作好金属凸点，然后把金属凸点与印刷基板上的电极区进行压焊连接。封装的占有面积基本上与芯片尺寸相同。是所有封装技术中体积最小、最薄的一种。但如果基板的热膨胀系数与LSI 芯片不同，就会在接合处产生反应，从而影响连接的可靠性。因此必须用树脂来加固LSI 芯片，并使用热膨胀系数基本相同的基板材料。
18、FQFP（fine pitch quad flat package）
小引脚中心距QFPo通常指引脚中心距小于0.65mm的QFP（见QFP）。部分导导体厂家采用此名称。
19、CPAC(globe top pad array carrier)
美国Motorola 公司对BGA 的别称( 见BGA)
20、CQFP(quad fiat package with guard ring)
带保护环的四侧引脚扁平封装。塑料QFP 之一，引脚用树脂保护环掩蔽，以防止弯曲变形。在把LSI 组装在印刷基板上之前，从保护环处切断引脚并使其成为海鸥翼状(L 形状) 。这种封装在美国Motorola 公司已批量生产。弓I脚中心距0.5mm,弓I脚数最多为208左右。
21、H-(with heat sink)
表示带散热器的标记。例如，HSOP表示带散热器的SOP
22、pin grid array(surface mount type)
表面贴装型PGA通常PGA为插装型封装，引脚长约3.4mm表面贴装型PGA在封装的底面有陈列状的引脚，其长度从1.5mm到2.0mm贴装采用与印刷基板碰焊的方法，因而也称为
碰焊PGA因为引脚中心距只有 1.27mm,比插装型PGA小一半，所以封装本体可制作得不怎
么大，而引脚数比插装型多(250?528)，是大规模逻辑LSI用的封装。封装的基材有多层陶瓷基板和玻璃环氧树脂印刷基数。以多层陶瓷基材制作封装已经实用化。
23、JLCC(J-leaded chip carrier)
J形引脚芯片载体。指带窗口CLCC和带窗口的陶瓷QFJ的别称(见CLCC和QFJ)。部分半导体厂家采用的名称。
24、LCC(Leadless chip carrier)
无引脚芯片载体。指陶瓷基板的四个侧面只有电极接触而无引脚的表面贴装型封装。是高
速和高频IC用封装，也称为陶瓷QFN或QFN- C(见QFN)。
25、LGA(land grid array)
触点陈列封装。即在底面制作有阵列状态坦电极触点的封装。装配时插入插座即可。现已实用的有227触点(1.27mm中心距)和447触点(2.54mm中心距)的陶瓷LGA应用于高速逻辑LSI 电路。LGA 与QFP 相比，能够以比较小的封装容纳更多的输入输出引脚。另外，由于引线的阻抗小，对于高速LSI 是很适用的。但由于插座制作复杂，成本高，现在基本上不怎么使用。预计今后对其需求会有所增加。
26、LOC(lead on chip)
芯片上引线封装。LSI 封装技术之一，引线框架的前端处于芯片上方的一种结构，芯片的中心附近制作有凸焊点，用引线缝合进行电气连接。与原来把引线框架布置在芯片侧面附近的结构相比，在相同大小的封装中容纳的芯片达1mm左右宽度。
27、LQFP(low profile quad flat package)
薄型QFP指封装本体厚度为 1.4mm的QFP,是日本电子机械工业会根据制定的新QFP外形
规格所用的名称。
28、L－QUAD
陶瓷QFP之一。封装基板用氮化铝，基导热率比氧化铝高7?8倍，具有较好的散热性。封装的框架用
氧化铝, 芯片用灌封法密封, 从而抑制了成本。是为逻辑LSI 开发的一种封装, 在自然空冷条件下可容许W3的功率。现已开发岀了208弓|脚（0.5mm中心距）和160弓|脚（0.65mm 中心距）的LSI 逻辑用封装，并于1993 年10 月开始投入批量生产。
29、MCM（multi-chip module）
多芯片组件。将多块半导体裸芯片组装在一块布线基板上的一种封装。根据基板材料可分
为MCM－L ，MCM－C 和MCM－D 三大类。MCM－L 是使用通常的玻璃环氧树脂多层印刷基板的组件。布线密度不怎么高，成本较低。MCM－C 是用厚膜技术形成多层布线，以陶瓷（氧化铝或玻
璃陶瓷）作为基板的组件，与使用多层陶瓷基板的厚膜混合IC 类似。两者无明显差别。布线密度高于MCM－L。
MCM－D 是用薄膜技术形成多层布线，以陶瓷（氧化铝或氮化铝）或Si、Al 作为基板的组件。
布线密谋在三种组件中是最高的，但成本也高。
30、MFP（mini flat package）
小形扁平封装。塑料SOP或SSOP的别称（见SOP和SSOP。部分半导体厂家采用的名称。
31、MQFP（metric quad flat package）
按照JEDEC（美国联合电子设备委员会）标准对QFP进行的一种分类。指引脚中心距为
0.65mm、本体厚度为3.8mm?2.0mm的标准QFP（见QFP）。
32、MQUAD（metal quad）
美国Olin 公司开发的一种QFP 封装。基板与封盖均采用铝材，用粘合剂密封。在自然空冷条件下可容许2.5W?2.8W 的功率。日本新光电气工业公司于1993 年获得特许开始生产。
33、MSP（mini square package）
QFI的别称（见QFI），在开发初期多称为MSP QFI是日本电子机械工业会规定的名称。
34、OPMAC（over molded pad array carrier）
模压树脂密封凸点陈列载体。美国Motorola 公司对模压树脂密封BGA 采用的名称（见BGA）。
35、P－（plastic）
表示塑料封装的记号。如PDIP 表示塑料DIP。
36、PAC（pad array carrier）
凸点陈列载体，BGA 的别称（见BGA）
37、PCLP(printed circuit board leadless package)
印刷电路板无引线封装。日本富士通公司对塑料QFN（塑料LCC）采用的名称（见QFN）。弓| 脚中心距有0.55mm 和0.4mm 两种规格。目前正处于开发阶段。
38、P F P F （ plastic flat package）
塑料扁平封装。塑料QFP的别称（见QFP）。部分LSI厂家采用的名称。