整理集成电路现代计算机.docx
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整理集成电路现代计算机
集成电路（integratedcircuit）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，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”表示。
集成电路发明者为杰克·基尔比（基于硅的集成电路）和罗伯特·诺伊思（基于锗的集成电路）。
当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。
定义
集成电路（IntegratedCircuit,简称IC）是20世纪60年代初期发展起来的一种新型半导体器件。
它是经过氧化、光刻、扩散、外延、蒸铝等半导体制造工艺，把构成具有一定功能的电路所需的半导体、电阻、电容等元件及它们之间的连接导线全部集成在一小块硅片上，然后焊接封装在一个管壳内的电子器件。
其封装外壳有圆壳式、扁平式或双列直插式等多种形式。
编辑本段特点
集成电路或称微电路（microcircuit）、微芯片（microchip）、芯片（chip）在电子学中是一种把电路（主要包括半导体装置，也包括被动元件等）小型化的方式，并通常制造在半导体晶圆表面上。
前述将电路制造在半导体芯片表面上的集成电路又称薄膜（thin-film）集成电路。
另有一种厚膜（thick-film）混成集成电路（hybridintegratedcircuit）是由独立半导体设备和被动元件，集成到衬底或线路板所构成的小型化电路。
本文是关于单片（monolithic）集成电路，即薄膜集成电路。
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。
编辑本段分类
按功能结构分类
集成电路，又称为IC，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
集成电路
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3G手机、数码相机、电脑CPU、数字电视的逻辑控制和重放的音频信号和视频信号）。
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。
按集成度高低分类
集成电路按集成度高低的不同可分为：
SSI小规模集成电路（SmallScaleIntegratedcircuits）
MSI中规模集成电路（MediumScaleIntegratedcircuits）
LSI大规模集成电路（LargeScaleIntegratedcircuits）
VLSI超大规模集成电路（VeryLargeScaleIntegratedcircuits）
ULSI特大规模集成电路（UltraLargeScaleIntegratedcircuits）
GSI巨大规模集成电路也被称作极大规模集成电路或超特大规模集成电路（GigaScaleIntegration）。
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。
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
集成电路
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。
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。
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。
编辑本段简史
世界集成电路发展历史
1947年：
贝尔实验室肖特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；
集成电路
1950年：
结型晶体管诞生
1950年：
ROhl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：
CSFuller发明了扩散工艺
1958年：
仙童公司RobertNoyce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：
HHLoor和ECastellani发明了光刻工艺
1962年：
美国RCA公司研制出MOS场效应晶体管
1963年：
F.M.Wanlass和C.T.Sah首次提出CMOS技术，今天，95%以上的集成电路芯片都是基于CMOS工艺
1964年：
Intel摩尔提出摩尔定律，预测晶体管集成度将会每18个月增加1倍
1966年：
美国RCA公司研制出CMOS集成电路，并研制出第一块门阵列（50门）
1967年：
应用材料公司（AppliedMaterials）成立，现已成为全球最大的半导体设备制造公司
1971年：
Intel推出1kb动态随机存储器（DRAM），标志着大规模集成电路出现
1971年：
全球第一个微处理器4004由Intel公司推出，采用的是MOS工艺，这是一个里程碑式的发明
1974年：
RCA公司推出第一个CMOS微处理器1802
1976年：
16kbDRAM和4kbSRAM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：
Intel推出5MHz8088微处理器，之后，IBM基于8088推出全球第一台PC
1981年：
256kbDRAM和64kbCMOSSRAM问世
1984年：
日本宣布推出1MbDRAM和256kbSRAM
1985年：
80386微处理器问世，20MHz
1988年：
16MDRAM问世，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：
1MbDRAM进入市场
1989年：
486微处理器推出，25MHz，1μm工艺，后来50MHz芯片采用0.8μm工艺
1992年：
64M位随机存储器问世
1993年：
66MHz奔腾处理器推出，采用0.6μm工艺
1995年：
PentiumPro,133MHz，采用0.6-0.35μm工艺；
集成电路
1997年：
300MHz奔腾Ⅱ问世，采用0.25μm工艺
1999年：
奔腾Ⅲ问世，450MHz，采用0.25μm工艺，后采用0.18μm工艺
2000年：
1GbRAM投放市场
2000年：
奔腾4问世，1.5GHz，采用0.18μm工艺
2001年：
Intel宣布2001年下半年采用0.13μm工艺。
2003年：
奔腾4E系列推出，采用90nm工艺。
2005年：
intel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2E7/E8/E9上市。
2009年：
intel酷睿i系列全新推出，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。
我国集成电路发展历史
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。
编辑本段检测常识
1、检测前要了解集成电路及其相关电路的工作原理
检查和修理集成电路前首先要熟悉所用集成电路的功能、内部电路、主要电气参数、各引脚的作用以及引脚的正常电压、波形与外围元件组成电路的工作原理。
如果具备以上条件，那么分析和检查会容易许多。
2、测试不要造成引脚间短路
电压测量或用示波器探头测试波形时，表笔或探头不要由于滑动而造成集成电路引脚间短路，最好在与引脚直接连通的外围印刷电路上进行测量。
任何瞬间的短路都容易损坏集成电路，在测试扁平型封装的CMOS集成电路时更要加倍小心。
3、严禁在无隔离变压器的情况下，用已接地的测试设备去接触底板带电的电视、音响、录像等设备
严禁用外壳已接地的仪器设备直接测试无电源隔离变压器的电视、音响、录像等设备。
虽然一般的收录机都具有电源变压器，当接触到较特殊的尤其是输出功率较大或对采用的电源性质不太了解的电视或音响设备时，首先要弄清该机底盘是否带电，否则极易与底板带电的电视、音响等设备造成电源短路，波及集成电路，造成故障的进一步扩大。
4、要注意电烙铁的绝缘性能
不允许带电使用烙铁焊接，要确认烙铁不带电，最好把烙铁的外壳接地，对MOS电路更应小心，能采用6~8V的低压电烙铁就更安全。
5、要保证焊接质量
焊接时确实焊牢，焊锡的堆积、气孔容易造成虚焊。
焊接时间一般不超过3秒钟，烙铁的功率应用内热式25W左右。
已焊接好的集成电路要仔细查看，最好用欧姆表测量各引脚间有否短路，确认无焊锡粘连现象再接通电源。
6、不要轻易断定集成电路的损坏
不要轻易地判断集成电路已损坏。
因为集成电路绝大多数为直接耦合，一旦某一电路不正常，可能会导致多处电压变化，而这些变化不一定是集成电路损坏引起的，另外在有些情况下测得各引脚电压与正常值相符或接近时，也不一定都能说明集成电路就是好的。
因为有些软故障不会引起直流电压的变化。
7、测试仪表内阻要大
测量集成电路引脚直流电压时，应选用表头内阻大于20KΩ/V的万用表，否则对某些引脚电压会有较大的测量误差。
8、要注意功率集成电路的散热
功率集成电路应散热良好，不允许不带散热器而处于大功率的状态下工作。
9、引线要合理
如需要加接外围元件代替集成电路内部已损坏部分，应选用小型元器件，且接线要合理以免造成不必要的寄生耦合，尤其是要处理好音频功放集成电路和前置放大电路之间的接地端。
[1]
编辑本段型号命名
我国集成电路的型号根据国际，我国集成电路的命名由五部分组成。
第0部分第一部分第二部分第三部分第四部分
各部分的含义如下
第0部分：
用字母表示符合国家标准，C表示中国国际产品。
第一部分：
用字母表示器件类型。
第二部分：
用数字表示器件的系列代号。
第三部分：
用字母表示器件的工作温度。
第四部分：
用字母表示器件的封装。
国标GB/T3430—1989半导体集成电路命名方法规定集成电路型号各部分的符合及意义如表所以。
集成电路型号各部分的意义
第0部分
第一部分
第二部分
第三部分
第四部分
符号
意义
符合
意义
意义
符号
意义
符合
意义
C
C表示
中国制造
T
TTL电路
用数字表
示器件的
系列代号
C
0~70℃
F
多层陶瓷扁平
H
HTL电路
G
‐25~70℃
B
塑料扁平
E
ECL电路
L
‐24~85℃
H
黑瓷扁平
C
CMOS电路
E
‐40~85℃
D
多层陶瓷双列直插
M
存储器
R
‐55~85℃
J
黑瓷双列直插
µ
微型机电路
M
‐55~125℃
P
塑料双列直插
F
线性放大器
S
塑料单列直插
W
稳定器
K
金属菱形
B
非线性电路
T
金属圆形
J
接口电路
C
陶瓷芯片载体
AD
A/D转换器
E
塑料芯片载体
DA
D/A转换器
G
网络针栅陈列
D
音响、电视电路
SC
通信专用电路
SS
敏感电路
SW
钟表电路
例如：
肖特基4输入与非门CT54S20MD
C—符合国家标准
T—TTL电路
54S20—肖特基双4输入与非门
M—‐55~125℃
D—多层陶瓷双列直插封装
编辑本段封装
1、BGA
（ballgridarray）
球形触点阵列，表面贴装型封装之一。
在印刷基板的背面按阵列方式制作出球形凸点用以代替引
集成电路
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。
也称为凸点阵列载体（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引脚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，引脚数为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
（quadflatpackagewithbumper）
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，引脚数从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ECLRAM，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。
引脚中心距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QFP，用于封装DSP等的逻辑LSI电路。
带有窗口的
集成电路
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。
但封装成本比塑料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
（chiponboard）
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
（dualflatpackage）
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
（dualin-lineceramicpackage）
陶瓷DIP（含玻璃密封）的别称（见DIP）.
11、DIL
（dualin-line）
DIP的别称（见DIP）。
欧洲半导体厂家多用此名称。
12、DIP
（dualin-linepackage）
双列直插式封装。
插装型封装之一，引脚从封装两侧引出，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，引脚数从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skinnyDIP和slimDIP（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
（dualsmallout-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
（dualtapecarrierpackage）
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出。
由于利用的是
集成电路
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
（dualtapecarrierpackage）
同上。
日本电子机械工业会标准对DTCP的命名（见DTCP）。
16、FP
（flatpackage）
扁平封装。
表面贴装型封装之一。
QFP或SOP（见QFP和SOP）的别称。
部分半导体厂家采用此名称。
17、flip-chip
3）迁移。
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。
（5）公众意见采纳与不采纳的合理性；18、FQFP
报告内容有：
建设项目基本情况、建设项目所在地自然环境社会环境简况、环境质量状况、主要环境保护目标、评价适用标准、工程内容及规模、与本项目有关的原有污染情况及主要环境问题、建设项目工程分析、项目主要污染物产生及预计排放情况、环境影响分析、建设项目拟采取的防治措施及预期治理效果、结论与建议等。
（finepitchquadflatpackage）
小引脚中心距QFP。
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。
（4）环境保护验收。
19、CPAC
（globetoppadarraycarrier）
（2）评价方法的适当性； 美国Motorola公司对BGA的别称（见BGA）。
20、CQFP
（quadfiatpackagewithguardring）
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。
引脚中心距0.5mm，引脚数最多为208左右。
三、规划环境影响评价21、H-
（1）资质等级。
评价机构的环评资质分为甲、乙两个等级。
环评证书在全国范围内使用，有效期为4年。
（withheatsink）
（2）规划编制机关在报送审批专项规划草案时，将环境影响报告书一并附送。
表示带散热器的标记。
例如，HSOP表示带散热器的SOP。
D.可能造成轻度环境影响、不需要进行环境影响评价的建设项目，应当填报环境影响登记表22、pingridarray
（1）结合评价对象的特点，阐述编制安全预评价报告的目的。
（surfacemounttype）
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
集成电路
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-leadedchipcarrier）
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
（Leadlesschipcarrier）
无引脚芯片
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