芯片，集成電路小型組件

集成電路英語(yǔ)：integrated circuit，縮寫作 IC；或稱微電路（microcircuit）、微芯片（microchip）、晶片/芯片（chip）在電子學(xué)中是一種將電路（主要包括半導(dǎo)體設(shè)備，也包括被動(dòng)組件等）小型化的方式，并時(shí)常制造在半導(dǎo)體晶圓表面上。

電路制造在半導(dǎo)體芯片表面上的集成電路又稱薄膜（thin-film）集成電路。另有一種厚膜（thick-film）集成電路（hybrid integrated circuit）是由獨(dú)立半導(dǎo)體設(shè)備和被動(dòng)組件，集成到襯底或線路板所構(gòu)成的小型化電路。

晶體管發(fā)明并大量生產(chǎn)之后，各式固態(tài)半導(dǎo)體組件如二極管、晶體管等大量使用，取代了真空管在電路中的功能與角色。到了20世紀(jì)中后期半導(dǎo)體制造技術(shù)進(jìn)步，使得集成電路成為可能。相對(duì)于手工組裝電路使用個(gè)別的分立電子組件，集成電路可以把很大數(shù)量的微晶體管集成到一個(gè)小芯片，是一個(gè)巨大的進(jìn)步。集成電路的規(guī)模生產(chǎn)能力，可靠性，電路設(shè)計(jì)的模塊化方法確保了快速采用標(biāo)準(zhǔn)化集成電路代替了設(shè)計(jì)使用離散晶體管。

集成電路對(duì)于離散晶體管有兩個(gè)主要優(yōu)勢(shì)：成本和性能。成本低是由于芯片把所有的組件通過照相平版技術(shù)，作為一個(gè)單位印刷，而不是在一個(gè)時(shí)間只制作一個(gè)晶體管。性能高是由于組件快速開關(guān)，消耗更低能量，因?yàn)榻M件很小且彼此靠近。2006年，芯片面積從幾平方毫米到350 mm2，每mm2可以達(dá)到一百萬(wàn)個(gè)晶體管。

先進(jìn)的集成電路是微處理器或多核處理器的核心，可以控制計(jì)算機(jī)到手機(jī)到數(shù)字微波爐的一切。雖然設(shè)計(jì)開發(fā)一個(gè)復(fù)雜集成電路的成本非常高，但是當(dāng)分散到通常以百萬(wàn)計(jì)的產(chǎn)品上，每個(gè)集成電路的成本最小化。集成電路的性能很高，因?yàn)樾〕叽鐜矶搪窂剑沟玫凸β蔬壿嬰娐房梢栽诳焖匍_關(guān)速度應(yīng)用。

這些年來，集成電路持續(xù)向更小的外型尺寸發(fā)展，使得每個(gè)芯片可以封裝更多的電路。這樣增加了每單位面積容量，可以降低成本和增加功能，見摩爾定律，集成電路中的晶體管數(shù)量，每1.5年增加一倍。總之，隨著外形尺寸縮小，幾乎所有的指標(biāo)改善了，單位成本和開關(guān)功率消耗下降，速度提高。但是，集成納米級(jí)別設(shè)備的IC也存在問題，主要是泄漏電流。因此，對(duì)于最終用戶的速度和功率消耗增加非常明顯，制造商面臨使用更好幾何學(xué)的尖銳挑戰(zhàn)。這個(gè)過程和在未來幾年所期望的進(jìn)步，在半導(dǎo)體國(guó)際技術(shù)路線圖中有很好的描述。

僅僅在其開發(fā)后半個(gè)世紀(jì)，集成電路變得無處不在，計(jì)算機(jī)、手機(jī)和其他數(shù)字電器成為社會(huì)結(jié)構(gòu)不能缺少的一部分。這是因?yàn)椋F(xiàn)代計(jì)算、交流、制造和交通系統(tǒng)，包括互聯(lián)網(wǎng)，全都依賴于集成電路的存在。甚至很多學(xué)者認(rèn)為有集成電路帶來的數(shù)字革命是人類歷史中最重要的事件。IC的成熟將會(huì)帶來科技的大躍進(jìn)，不論是在設(shè)計(jì)的技術(shù)上，或是半導(dǎo)體的工藝突破，兩者都是息息相關(guān)。