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集成電路或單片式集成電路(也被稱為IC、芯片或微芯片)是在一塊小的半導(dǎo)體材料(或"芯片")上的一組電子電路,通常是硅。大量微小的MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)集成到一個(gè)小芯片中。這導(dǎo)致電路比那些由分立電子元件構(gòu)成的電路要小得多,速度更快,成本更低。集成電路的大規(guī)模生產(chǎn)能力、可靠性和集成電路設(shè)計(jì)的積木式方法,確保了標(biāo)準(zhǔn)化的集成電路迅速被采用,以取代使用分立晶體管的設(shè)計(jì)。現(xiàn)在幾乎所有的電子設(shè)備都使用了集成電路,并改變了電子世界。計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話和其他數(shù)字家用電器現(xiàn)在是現(xiàn)代社會(huì)結(jié)構(gòu)中不可分割的一部分,這是由現(xiàn)代計(jì)算機(jī)處理器和微控制器等集成電路的小尺寸和低成本實(shí)現(xiàn)的。
集成電路因金屬氧化物-硅(MOS)半導(dǎo)體器件制造方面的技術(shù)進(jìn)步而變得實(shí)用。自20世紀(jì)60年代起源以來(lái),芯片的尺寸、速度和容量都有了進(jìn)步,這是由技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)的,在相同尺寸的芯片上安裝了越來(lái)越多的MOS晶體管現(xiàn)代芯片在人類指甲大小的區(qū)域內(nèi)可能有數(shù)十億個(gè)MOS晶體管。這些進(jìn)步,大致遵循摩爾定律,使今天的計(jì)算機(jī)芯片擁有比20世紀(jì)70年代初的計(jì)算機(jī)芯片高數(shù)百萬(wàn)倍的容量和數(shù)千倍的速度。
與分立電路相比,集成電路有兩個(gè)主要優(yōu)勢(shì):成本和性能。成本低是因?yàn)樾酒捌渌胁考际峭ㄟ^(guò)光刻技術(shù)打印成一個(gè)單元,而不是一個(gè)一個(gè)晶體管地制造。此外,封裝的集成電路比分立電路使用的材料少得多。由于集成電路的元件開(kāi)關(guān)迅速,而且由于其體積小、距離近,消耗的功率相對(duì)較少,因此性能很高。集成電路的主要缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)它們和制造所需的光罩的成本很高。這種高額的初始成本意味著集成電路只有在預(yù)計(jì)大量生產(chǎn)的情況下才具有商業(yè)上的可行性。
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