集成電路（Integrated Circuit，IC）是在一塊極小的硅單晶片上，利用半導(dǎo)體工藝制作許多晶體二極管、三極管及電阻等元件，并連接成能完成特定電子技術(shù)功能的電子電路。集成電路在計(jì)算機(jī)、通訊、汽車(chē)、家電等各個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用，同時(shí)也是現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，現(xiàn)已成為最具潛力與生命力的產(chǎn)業(yè)之一。
集成電路的發(fā)展歷史可以追溯到20世紀(jì)50年代，經(jīng)過(guò)了數(shù)十年的發(fā)展，如今已成為現(xiàn)代電子技術(shù)的核心。人們經(jīng)常以電子器件的每一次重大變革作為衡量電子技術(shù)發(fā)展的標(biāo)志。1904年出現(xiàn)的半導(dǎo)體器件(如真空三極管)稱(chēng)為第一代，1948年出現(xiàn)的半導(dǎo)體器件（如半導(dǎo)體三極管）稱(chēng)為第二代，1959年出現(xiàn)的集成電路稱(chēng)為第三代，而1974年出現(xiàn)的大規(guī)模集成電路則稱(chēng)為第四代。經(jīng)過(guò)多年的產(chǎn)業(yè)更新迭代以及技術(shù)改造升級(jí)，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈條已經(jīng)趨向于穩(wěn)定和完整化。
集成電路的種類(lèi)繁多，可以按集成度高低、封裝形式、制作工藝、電路功能等方式進(jìn)行分類(lèi)，如：按電路功能劃分就可以分為數(shù)字電路、模擬電路、接口電路等。相比分立元件電路，集成電路具備體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、速度高、功耗低、成本低、可靠性高等特點(diǎn)。在信息時(shí)代，集成電路技術(shù)是最重要、最基礎(chǔ)的技術(shù)。沒(méi)有集成電路產(chǎn)業(yè)的支撐，信息社會(huì)就失去了根基，這也是集成電路被喻為現(xiàn)代工業(yè)的“糧食”的原因所在。
發(fā)展歷史
1947年12月23日，世界上第一只晶體管誕生，主要發(fā)明者是美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的三位半導(dǎo)體物理學(xué)家：威廉·肖克利（William Shockley）、沃爾特·布拉頓（Walter Brattain）和約翰·巴丁（John Bardeen）。1958年杰克·基爾比將幾個(gè)鍺晶體管芯片粘在一個(gè)鍺片上，并用細(xì)金絲將這些晶體管連接起來(lái)，形成了世界上第一塊集成電路。與此同時(shí)，仙童半導(dǎo)體公司的羅伯特·諾伊斯（Robert Noyce）于1959年1月23日引進(jìn)“平面工藝”進(jìn)行金屬互連。他們被確認(rèn)為集成電路共同的發(fā)明人。
這個(gè)時(shí)期，中國(guó)提出“向科學(xué)進(jìn)軍”的口號(hào)，中國(guó)國(guó)務(wù)院制定科技發(fā)展12年規(guī)劃，將電子工業(yè)列為重點(diǎn)發(fā)展目標(biāo)。中國(guó)科學(xué)院成立了計(jì)算技術(shù)研究所。為了培養(yǎng)電子工業(yè)人才，中國(guó)教育部集中中國(guó)5所大學(xué)的科研資源，在北京大學(xué)設(shè)立半導(dǎo)體專(zhuān)業(yè)。中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究室，王守覺(jué)等人，研制成功中國(guó)第一批鍺合金擴(kuò)散高頻晶體管，頻率達(dá)到150MHz。
中小規(guī)模集成電路誕生
1960年諾依思用平面工藝制造出了第一塊實(shí)用化的集成電路芯片。1961年仙童半導(dǎo)體公司推出了平面型集成電路。這個(gè)工藝是用磨得很平的硅片，采用“光刻”技術(shù)來(lái)形成半導(dǎo)體電路的元器件，如二極管、三極管、電阻和電容等。只要“光刻”的精度不斷提高，元器件的密度也會(huì)相應(yīng)提高，從而具有極大的發(fā)展?jié)摿ΑＲ虼似矫婀に嚤徽J(rèn)為是“整個(gè)半導(dǎo)體的工業(yè)鍵”，也是摩爾定律問(wèn)世的技術(shù)基礎(chǔ)。同年，中國(guó)科學(xué)院成立半導(dǎo)體研究所，同年組建河北半導(dǎo)體研究所，進(jìn)行工業(yè)技術(shù)攻關(guān)。1962年由中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所，組建中國(guó)半導(dǎo)體測(cè)試中心。1963年中國(guó)中央政府組建第四機(jī)械工業(yè)部，主管中國(guó)電子工業(yè)。
1962年，斯泰文·霍夫斯坦(Steven?Hofstein和另一位青年工程師弗里德瑞克·海曼(FredericHeiman)研究的一個(gè)項(xiàng)目獲得成功，他們希望能制出硅絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管，可用于由成千上萬(wàn)只晶體管構(gòu)成的電路。他們公布了他們共同研制的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)。年底，在2500平方密爾(?1密爾為千分之一英寸)的集成電路芯片上可以容納十六只MOSFET，到了1963年，RCA制成了包容幾百只這種器件的芯片。
1965年時(shí)任仙童半導(dǎo)體公司研究開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)室主任的戈登·摩爾在寫(xiě)觀察評(píng)論報(bào)告時(shí)，發(fā)現(xiàn)了每個(gè)新芯片大體上包含其前一個(gè)芯片兩倍的容量，每個(gè)芯片的產(chǎn)生都是在前一個(gè)芯片產(chǎn)生后的18～24個(gè)月內(nèi)。如果這個(gè)趨勢(shì)繼續(xù)的話(huà)，計(jì)算能力相對(duì)于時(shí)間周期將呈指數(shù)式的上升。這個(gè)趨勢(shì)，就是之后的摩爾定律，該定律成為許多工業(yè)對(duì)于性能預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)。同年，上海華東計(jì)算技術(shù)研究所，與上海冶金研究所、上海元件五廠等單位合作，開(kāi)始研制655型數(shù)字集成電路大型計(jì)算機(jī)，由陳仁甫（照片右側(cè)）副研究員主持，重點(diǎn)攻克TTL集成電路。1969年在上海無(wú)線電13廠投產(chǎn)，定名TQ—6型計(jì)算機(jī)，每秒運(yùn)算100萬(wàn)次，配備磁盤(pán)操作系統(tǒng)，語(yǔ)言編譯程序。
1968年，中國(guó)國(guó)防科委成立固體電路研究所（現(xiàn)中電集團(tuán)24所），這是中國(guó)唯一的模擬集成電路研究所。同年上海無(wú)線電十四廠首家制成PMOS(P型金屬-氧化物半導(dǎo)體）電路。拉開(kāi)了中國(guó)發(fā)展MOS集成電路的序幕。
大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的誕生
20世紀(jì)70年代初，英特爾制成4004微處理器系列。這只4位的4004就是第一個(gè)微處理器，它用P溝道MOS工藝制成，面積為150x110平方密爾。這種“類(lèi)計(jì)算器”的產(chǎn)生，使MOS集成電路大獲發(fā)展。
1970年中國(guó)建成的北京878廠主要生產(chǎn)TTU(配電變壓器監(jiān)測(cè)終端)電路、CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）鐘表電路及A/D轉(zhuǎn)換電路。同年建成上海無(wú)線電19廠，主要生產(chǎn)TTL、HTL數(shù)字集成電路，是中國(guó)最早生產(chǎn)雙極型數(shù)字集成電路的專(zhuān)業(yè)工廠。1973年8月26日，中國(guó)第一臺(tái)每秒運(yùn)算100萬(wàn)次的集成電路電子計(jì)算機(jī)——105機(jī)問(wèn)世，該計(jì)算機(jī)由北京大學(xué)、北京有線電廠、燃料化學(xué)工業(yè)部等單位協(xié)助研制成功。之后，北京大學(xué)物理系半導(dǎo)體研究小組，由王陽(yáng)元等人，設(shè)計(jì)出中國(guó)第一批3種類(lèi)型的（硅柵NMOS、硅柵PMOS、鋁柵NMOS)1K DRAM動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。1979年上海元件五廠和上海無(wú)線電十四廠，聯(lián)合仿制成功8080八位微處理器（編號(hào)5G8080）8080為美國(guó)英特爾在1974年推出的第2款CPU處理器，集成6000只晶體管，每秒運(yùn)算29萬(wàn)次。之后因?yàn)檠筌S進(jìn)運(yùn)動(dòng)，為了控制宏觀經(jīng)濟(jì)的嚴(yán)重混亂局面，壓縮投資金額，中國(guó)中央一下子停建緩建了400多個(gè)大中型項(xiàng)目，1981年又停緩建了22個(gè)大型項(xiàng)目。
20世紀(jì)80年代，超大規(guī)模集成電路（Very Large Scale Integration，VLSI）技術(shù)被廣泛采用，可集成上千萬(wàn)個(gè)晶體管，提高了電子元器件的密度和性能。超大規(guī)模集成電路和射頻芯片出世，移動(dòng)通信蓬勃發(fā)展。隨后人們將復(fù)雜的CPU功能簡(jiǎn)化，并與GPU結(jié)合，推出了適合于移動(dòng)智能終端的APU。
中國(guó)在同年代初也創(chuàng)辦了許多相關(guān)工作部門(mén)，但由于中國(guó)中央政府全面停止對(duì)電子工業(yè)投資，各電子企業(yè)要自己去市場(chǎng)找資源。于是中國(guó)電子工業(yè)的技術(shù)升級(jí)全面停止。之后為了解決問(wèn)題，電子工業(yè)部在廈門(mén)市，舉辦集成電路戰(zhàn)略研討會(huì)，提出“531戰(zhàn)略”。即“普及5μm技術(shù)、研發(fā)3μm技術(shù)，攻關(guān)1μm技術(shù)”，并落實(shí)南北2個(gè)微電子基地。南方集中在江浙滬，北方集中在北京。在政策扶持下，中國(guó)誕生了5家具有規(guī)模的國(guó)有半導(dǎo)體企業(yè)，從而慢慢走上正軌。
20世紀(jì)90年代后，MEMS技術(shù)以半導(dǎo)體敏感器件和集成電路微細(xì)加工技術(shù)為基礎(chǔ)而興起，加上互聯(lián)網(wǎng)和射頻技術(shù)參與其中，使規(guī)定領(lǐng)域(包括地域)內(nèi)特定目標(biāo)物之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通——物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生，并有望成為電子信息領(lǐng)域中規(guī)模最大的產(chǎn)業(yè)。
1990年8月，中國(guó)國(guó)務(wù)院決定在“八五”計(jì)劃，半導(dǎo)體技術(shù)達(dá)到1μm制程，決定啟動(dòng)“908工程”，總投資20億元。1996年7月，歐美地區(qū)的33個(gè)國(guó)家正式簽訂《瓦森納協(xié)定》，該協(xié)定的民用技術(shù)控制清單包括：電子器件、計(jì)算機(jī)、傳感器等9大類(lèi)。軍用技術(shù)控制清單包括22大類(lèi)。中國(guó)處于被禁運(yùn)國(guó)家之列。到90年代末，中國(guó)微電子科技水平與國(guó)外的差距至少是10年。
現(xiàn)狀
到了21世紀(jì)，隨著新材料和新工藝的應(yīng)用，集成電路的發(fā)展取得了更大的進(jìn)展。三維集成電路（3D ICs）和片上系統(tǒng)（System on Chip，SoC）技術(shù)成為集成電路的主流。三維集成電路采用多層芯片的垂直堆疊方式，大大提高了電子元器件的集成度。片上系統(tǒng)則將整個(gè)電子系統(tǒng)集成在一顆芯片上，具有高度的集成度和靈活性。
新原理器件研究進(jìn)展中最為深入的是石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管。石墨烯是一種單層蜂巢晶體點(diǎn)陣上的碳原子組成的二維材料，載流子遷移率高達(dá)15000cm2/VS，熱導(dǎo)率可達(dá)5000W/mk，均為硅材料的100倍以上。IBM在2010年2月研制出頻率高達(dá)100GHz、柵極長(zhǎng)度為240nm的石墨烯FET。之后，全球開(kāi)展起對(duì)石墨烯基電子器件，特別是射頻場(chǎng)效應(yīng)管(RF-FET)的研究。提升了半導(dǎo)體原理器件的豐富度和靈活性。
經(jīng)過(guò)多年的產(chǎn)業(yè)更新迭代以及技術(shù)改造升級(jí)，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈條已經(jīng)趨向于穩(wěn)定和完整化。一條完整的集成電路產(chǎn)業(yè)鏈包括上游的材料和設(shè)設(shè)備行業(yè)，集成電路主體產(chǎn)業(yè)部分的設(shè)計(jì)業(yè)、制造業(yè)、封裝測(cè)試行業(yè)以及下游產(chǎn)業(yè)，如車(chē)聯(lián)網(wǎng)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、智能汽車(chē)以及可穿戴電子設(shè)備等新興產(chǎn)業(yè)。
全球集成電路產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模及產(chǎn)業(yè)集聚集中度高。全球集成電路市場(chǎng)主要包括美國(guó)、歐盟、日本以及亞太地區(qū)，在產(chǎn)業(yè)集聚上美國(guó)、歐盟、日韓以及亞太地區(qū)，其中中國(guó)以及中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)也是產(chǎn)業(yè)集聚的重點(diǎn)區(qū)域。從產(chǎn)品區(qū)域來(lái)看，亞太地區(qū)一直是全球集成電路的最大市場(chǎng)，銷(xiāo)售收入規(guī)模占古據(jù)全球集成電路市場(chǎng)半數(shù)以上。2018 年亞太地區(qū)銷(xiāo)售收入相當(dāng)于其他國(guó)家和地區(qū)總和的 0.66倍”。在全球集成電路市場(chǎng)份額上，亞太地區(qū)、美國(guó)、歐盟、日本分別占比60.34%、21.97%、9.16%和8.52%。
美國(guó)作為集成電路產(chǎn)業(yè)的技術(shù)領(lǐng)跑者在集成電路的增長(zhǎng)率上較其他國(guó)家和地區(qū)來(lái)說(shuō)也是遙遙領(lǐng)先的，在某種程度上美國(guó)集成電路的增長(zhǎng)趨勢(shì)代表著全球的整體趨勢(shì)。全球集成電路市場(chǎng)自2011年開(kāi)始放緩增長(zhǎng)速度，增長(zhǎng)速度由2010年的31.82%下降至0.40%，同比下降25.70%。直到2017年全球集成電路市場(chǎng)才逐步復(fù)蘇，成為新一輪集成電路市場(chǎng)的增長(zhǎng)拐點(diǎn)增速達(dá)到211.62%，其中美國(guó)增速為35.03%。2018年美國(guó)增長(zhǎng)速度為16.39%，銷(xiāo)售收入為1029億美元。歐盟、日本集成電路銷(xiāo)售收入分別為429.57億美元，增速為12.13%和399.61億美元，增速為9.20%。2024年，中國(guó)生產(chǎn)的集成電路產(chǎn)量比“十三五”未增加大約1900億塊。2025年前8個(gè)月，中國(guó)出口集成電路9051.8億元，增長(zhǎng)23.3%。
應(yīng)用領(lǐng)域
集成電路覆蓋范圍非常廣闊，幾乎各行各業(yè)都有，如計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、汽車(chē)工程、航天工程、生物醫(yī)學(xué)工程等，同時(shí)，其在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用也非常廣泛，如直升機(jī)控制系統(tǒng)，各種終端設(shè)備等。人們生活中有很多設(shè)備也需要集成電路的支持，如手機(jī)、電腦等。
MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))：在半導(dǎo)體制造技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新興領(lǐng)域，當(dāng)前主要應(yīng)用在消費(fèi)電子、汽車(chē)等領(lǐng)域。隨著產(chǎn)品的不斷成熟，航空航天、醫(yī)學(xué)和工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也逐漸普及。
智能可穿戴終端：是指可直接穿在身上或整合到衣服、配件中，且可以通過(guò)軟件支持和云端進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的設(shè)備。當(dāng)前可穿戴終端多以手機(jī)輔助設(shè)備出現(xiàn)，其中以智能手環(huán)、智能手表和智能眼鏡最為常見(jiàn)。
工業(yè)機(jī)器人：從應(yīng)用行業(yè)來(lái)看，工業(yè)機(jī)器人服務(wù)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)，其中以3C制造業(yè)和汽車(chē)制造業(yè)在國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人銷(xiāo)售總量中的占比最高。
虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality， VR)：是一種運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)生成多源信息融合的交互式三維動(dòng)態(tài)實(shí)景及動(dòng)作仿真使用戶(hù)產(chǎn)生身臨其境體驗(yàn)的技術(shù)。
人工智能(Artificial Intelligence， AI)：研究、開(kāi)發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門(mén)新的技術(shù)科學(xué)，該領(lǐng)域的研究包括機(jī)器人、語(yǔ)言識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語(yǔ)言處理和專(zhuān)家系統(tǒng)等。
通信設(shè)備：通信設(shè)備是用于實(shí)現(xiàn)通信功能的設(shè)備，例如手機(jī)、路由器、調(diào)制解調(diào)器等。在集成電路中，通信設(shè)備通常需要使用高速電路、射頻電路等特殊電路，以實(shí)現(xiàn)高速傳輸和頻率調(diào)節(jié)等功能。
消費(fèi)電子：消費(fèi)電子是指消費(fèi)者日常使用的電子設(shè)備，例如電視、音響、相機(jī)等。在集成電路中，消費(fèi)電子通常需要使用低功耗電路、嵌入式系統(tǒng)等技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)小尺寸、低功耗等要求。
醫(yī)療設(shè)備：醫(yī)療設(shè)備是用于醫(yī)療保健的設(shè)備，例如醫(yī)療儀器、醫(yī)療監(jiān)測(cè)設(shè)備等。在集成電路中，醫(yī)療設(shè)備通常需要使用高精度、高可靠性的電路設(shè)計(jì)，以確保其準(zhǔn)確性和安全性。
汽車(chē)電子：隨著汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，集成電路在汽車(chē)電子領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。汽車(chē)電子包括發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)、車(chē)身電子、車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)等，常見(jiàn)的芯片有處理器芯片、傳感器芯片、車(chē)載通信芯片等。集成電路的應(yīng)用可以提高汽車(chē)的性能、安全性、便利性等。
產(chǎn)業(yè)鏈
設(shè)計(jì)公司：集成電路設(shè)計(jì)公司是集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的重要環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)公司負(fù)責(zé)芯片設(shè)計(jì)、IP核設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)、器件模型開(kāi)發(fā)等。國(guó)內(nèi)的集成電路設(shè)計(jì)公司包括展訊通信等。
制造廠商：集成電路制造廠商是集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)，負(fù)責(zé)晶圓加工、封裝測(cè)試等。
封裝測(cè)試企業(yè)：封裝測(cè)試企業(yè)是將芯片封裝并進(jìn)行測(cè)試的過(guò)程，包括封裝工藝、測(cè)試技術(shù)等。國(guó)內(nèi)的封裝測(cè)試企業(yè)包括晶瑞集成和華東電子等企業(yè)。
設(shè)備供應(yīng)商：集成電路產(chǎn)業(yè)鏈中的制造設(shè)備供應(yīng)商包括半導(dǎo)體設(shè)備制造商、測(cè)試設(shè)備制造商等。國(guó)內(nèi)的設(shè)備供應(yīng)商包括金沙江等企業(yè)。
材料供應(yīng)商：集成電路產(chǎn)業(yè)鏈中的材料供應(yīng)商包括半導(dǎo)體材料供應(yīng)商和封裝材料供應(yīng)商等。
主要分類(lèi)
按功能分類(lèi)
集成電路按照功能的不同分為數(shù)字電路設(shè)計(jì)、模擬電路設(shè)計(jì)、混合電路設(shè)計(jì)這3種設(shè)計(jì)方式。
數(shù)字電路設(shè)計(jì)：數(shù)字電路設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路的過(guò)程，數(shù)字電路是用于處理數(shù)字信號(hào)的電路。數(shù)字電路設(shè)計(jì)通常包括邏輯器件（CPU、FPGA、CPLD）、存儲(chǔ)器（RAM、ROM）、微處理器（MCU、DSP）。
模擬電路設(shè)計(jì)：模擬電路(AnalogCircuit)設(shè)計(jì)是處理模擬信號(hào)的電子電路設(shè)計(jì)。自然界中絕大多數(shù)信號(hào)都是模擬信號(hào)，它們有連續(xù)的幅度值，模擬電路設(shè)計(jì)就可以對(duì)這樣的信號(hào)進(jìn)行處理的設(shè)計(jì)，比如可以通過(guò)模電設(shè)計(jì)出功放放大聲音信號(hào)或者圖像信號(hào)進(jìn)行發(fā)送。模擬電路設(shè)計(jì)通常包括電源管理、射頻、鎖相環(huán)、放大器，常用的設(shè)計(jì)工具包括集成電路通用模擬程序等。
混合信號(hào)電路設(shè)計(jì)：混合信號(hào)電路設(shè)計(jì)是將數(shù)字電路和模擬電路相結(jié)合的設(shè)計(jì)過(guò)程，它通常包括數(shù)字信號(hào)處理、模擬信號(hào)處理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等方面，常用的設(shè)計(jì)工具包括凱登思等。
特殊電路設(shè)計(jì)：特殊電路設(shè)計(jì)是一些特殊應(yīng)用場(chǎng)景下的電路設(shè)計(jì)，例如功率放大器、射頻電路、高速x電路、低功耗電路等，常用的設(shè)計(jì)工具包括ADS等。
按集成度分類(lèi)
小規(guī)模集成電路（SSI）：每片集成度少于100個(gè)元器件，又稱(chēng)為普通集成電路。
中規(guī)模集成電路（MSI）：每片上集成度在100個(gè)到1000個(gè)元器件的集成電路。
大規(guī)模集成電路（LSI）：每片上集成度在1000個(gè)到10萬(wàn)個(gè)元器件的集成電路。
超大規(guī)模集成電路（VLSI）：每片上集成度在10萬(wàn)個(gè)到100萬(wàn)個(gè)的集成電路。
特大規(guī)模集成電路（ULSI）：每片上集成度在100萬(wàn)個(gè)到1億個(gè)的集成電路。
巨大規(guī)模集成電路（GSI）：每片上集成度大于1億個(gè)的集成電路。
按導(dǎo)電類(lèi)型分類(lèi)
可分為雙極型集成電路，單極型集成電路，兩者兼容型集成電路。
雙極型集成電路：雙極型集成電路為空穴和自由電子兩種載流子參與導(dǎo)電，制作工藝復(fù)雜，功耗較大，代表集成電路有TTL，?ECL，HTL，LST-TL和STTL等類(lèi)型，如74LS系列集成電路。
單極型集成電路：?jiǎn)螛O型集成電路只有多數(shù)載流子參與導(dǎo)電，制作工藝簡(jiǎn)單，功耗也較低，易于制成大規(guī)模集成電?路，代表集成電路有CMOS，?NMOS，?PMOS等類(lèi)型，如CD4000系列、74HC系列集成電路。
按制造工藝分類(lèi)
膜集成電路：是在一塊絕緣的基片上，用鍍膜或印刷的方法將電路元件微縮在基片上，構(gòu)成一定形式的電路。
混合集成電路：是將膜集成電路和半導(dǎo)體集成電路工藝手段結(jié)合采用而制成的集成電路。混合集成電路具有拼湊方便等優(yōu)點(diǎn)。
半導(dǎo)體集成電路：它是在半導(dǎo)體材料(主要是硅)晶片上，利用所謂“平面工藝”方法制作各種有源或無(wú)源元器件，并組成一定的功能電路。
按用途分類(lèi)
按用途可分為電視機(jī)用集成電路、音響用集成電路、影碟機(jī)用集成電路、用集成電路、通信用集成電路、照相機(jī)用集成電路、遙控集成電路、語(yǔ)言集成電路、報(bào)警器用集成電路、電源集成電路及各種專(zhuān)用集成電路。在集成電路生產(chǎn)企業(yè)，一般都是按照用途來(lái)分類(lèi)的。
主要集成電路(ASIC)?
為特定應(yīng)用領(lǐng)城或特定電子產(chǎn)品專(zhuān)門(mén)研制的集成電路，專(zhuān)用集成電路性能穩(wěn)定、功能強(qiáng)、保密性好。目前應(yīng)用較多的有:?門(mén)陣列(CA)，標(biāo)準(zhǔn)單元集成電路?(CBIC)，可編程邏輯器件(?PLD)，模擬陣列和數(shù)字模擬混合陣列，全定制集成電路。
核心技術(shù)
IC設(shè)計(jì)與模擬
模擬集成電路的設(shè)計(jì)流程包括拓?fù)溥x擇、電路參數(shù)設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)、制造和測(cè)試等步驟。模擬集成電路設(shè)計(jì)前期主要依靠手工完成，效率較低，模擬電路參數(shù)自動(dòng)優(yōu)化方法對(duì)于解放人力、降低時(shí)間成本具有重要意義。
半導(dǎo)體工藝
半導(dǎo)體工藝是制造集成電路的關(guān)鍵技術(shù)之一。該工藝包括晶體生長(zhǎng)、晶片制備、掩膜工藝等步驟。
晶體生長(zhǎng)是指制備單晶硅的過(guò)程，該過(guò)程通常采用Czochralski生長(zhǎng)法或者區(qū)熔法。晶片制備包括化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、化學(xué)機(jī)械拋光等步驟。掩膜工藝是利用光刻技術(shù)將芯片上的電路圖案顯影到硅片上的過(guò)程。
高純?cè)噭┲苽?/h3>
超凈高純?cè)噭┦浅笠?guī)模集成電路制作過(guò)程中的關(guān)鍵性基礎(chǔ)化工材料之一，具有品種多、用量大、技術(shù)要求高、貯存有效期短和腐蝕性強(qiáng)等特點(diǎn)，其純度和潔凈度對(duì)集成電路的成品率、電性能及可靠性均有十分重要的影響。高純?cè)噭┲苽涞年P(guān)鍵在于控制并達(dá)到其所要求的雜質(zhì)含量和顆粒度。
化學(xué)機(jī)械拋光
化學(xué)機(jī)械拋光是一種用化學(xué)反應(yīng)和機(jī)械摩擦相結(jié)合的方法來(lái)加工材料表面的技術(shù)。它通常被用于集成電路的制造過(guò)程中，以平滑晶圓表面并去除表面上的缺陷和污染物。化學(xué)機(jī)械拋光的優(yōu)點(diǎn)是能夠產(chǎn)生非常平滑的表面，但其缺點(diǎn)是過(guò)程的復(fù)雜性和成本較高。
其他技術(shù)
濺射靶材制備：濺射沉積工藝，即在一定的真空環(huán)境下，利用荷能粒子轟擊材料表面，使材料表面濺射出粒子并沉積在基底表面形成厚度均勻的薄膜，是制備薄膜的主要技術(shù)之一，而被轟擊的目標(biāo)材料稱(chēng)為濺射靶材。靶材的制備方法主要有熔煉鑄錠法、粉末冶金法等。
封裝工藝：封裝的目的主要是保護(hù)管芯，使其能穩(wěn)定工作。封裝方法有金屬封裝，塑料封裝，陶瓷封裝，玻璃封裝等。在電路中得到廣泛應(yīng)用的是金屬封裝和塑料封裝。
光刻技術(shù)：光刻工藝（photolithography）是集成電路技術(shù)中使用最頻繁和最關(guān)鍵的技術(shù)之一。隨著芯片集成度的不斷提高，晶體管的器件特征尺寸也隨之縮小。這個(gè)技術(shù)有三個(gè)主要部分：光學(xué)系統(tǒng)，掩膜版技術(shù)及光刻膠，光刻技術(shù)也決定著制造工藝的先進(jìn)程度。
蝕刻工藝：與薄膜淀積技術(shù)相反的，刻蝕（etching）工藝的傳統(tǒng)定義是將光刻工藝后未被光刻膠覆蓋或保護(hù)的部分以或物理的方法去除，從而完成將掩模上的圖形轉(zhuǎn)移到薄膜上的目的。
沉積工藝：在一定的襯底上，用濺射、氧化、外延、蒸發(fā)、電鍍等技術(shù)制成絕緣體、半導(dǎo)體、金屬及合金等材料的薄膜，薄膜的厚度在納米和微米之間。薄膜的淀積方法通常指薄膜的增長(zhǎng)過(guò)程與基地或襯底沒(méi)有相互作用，即在襯底材料上疊加一層或幾層其他的材料，沒(méi)有改變襯底材料的厚度及晶向狀態(tài)。
清洗工藝：主要原理是通過(guò)有機(jī)復(fù)合化學(xué)或其他有機(jī)物理相互作用對(duì)各類(lèi)新型工件材料產(chǎn)品內(nèi)部表面化學(xué)污物分子進(jìn)行有效氧化去除處理，實(shí)現(xiàn)工件產(chǎn)品內(nèi)部分子中低濃度水平的各種固體化學(xué)污染物有效率的去除，一般分為化學(xué)反應(yīng)清洗（ppe）和物理清洗（也叫濺射腐蝕）。
封測(cè)工藝：傳統(tǒng)的封裝流程為來(lái)料檢查－處理減薄－劃片－上芯－壓焊－塑封電鍍－打印－切筋成型和品質(zhì)檢查等。
曝光技術(shù)：常用的曝光方式有接觸式、接近式和投影式。其中投影式是最常用的投影式掃描步進(jìn)（stepper，投影掩膜版mask，也稱(chēng)reticle）曝光系統(tǒng)，是目前集成電路生產(chǎn)最常使用的曝光方式。
金屬蒸鍍：金屬蒸鍍是制作金屬線路的過(guò)程，包括真空蒸鍍、電鍍等方法。
分離技術(shù)：分離技術(shù)是用于從混合物中分離出所需成分的方法。在集成電路的制造中，分離技術(shù)通常用于從材料中分離出所需的或其他純度較高的材料。一些常用的分離技術(shù)包括離心法、電泳法、過(guò)濾法等。
改性與參雜工藝：改性與摻雜工藝不會(huì)改變襯底材料的厚度，只會(huì)改變材料的本身的性能。可以通過(guò)擴(kuò)散和離子注入兩種方式實(shí)現(xiàn)。
工作原理
集成電路是半導(dǎo)體集成電路，即以半導(dǎo)體材料為基片，將至少有一個(gè)是有源元件的兩個(gè)以上元件和部分或者全部互連線路集成在基片之中或者基片之上，再在其基礎(chǔ)上通過(guò)擴(kuò)散或者滲透的工藝方法讓其形成N型、P型的半導(dǎo)體或者P-N結(jié)。讓其在電路板上結(jié)合其他元器件一起來(lái)完成一些特定功能的電路模塊。它們一般通過(guò)半導(dǎo)體材料所特有的電子空穴導(dǎo)電能了來(lái)進(jìn)行通電，讓電流通過(guò)半導(dǎo)體上的引線和引腳來(lái)進(jìn)行輸入或者輸出電流信號(hào)，完成半導(dǎo)體集成電路的索要完成的特定功能。
集成電路是汽車(chē)傳感器中最重要的部分，承擔(dān)著運(yùn)算和存儲(chǔ)的功能。
設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
數(shù)字集成電路的實(shí)現(xiàn)方式包含F(xiàn)PGA、ASIC，下文重點(diǎn)介紹FPGA的設(shè)計(jì)方法。FPGA (Field Programmable Gate Array，即FPGA）具有性能好、規(guī)模大、可重復(fù)編程、開(kāi)發(fā)投資小等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代電子產(chǎn)品中應(yīng)用得越來(lái)越廣。
芯片設(shè)計(jì)通常分為正向設(shè)計(jì)與反向設(shè)計(jì)兩大類(lèi)。正向設(shè)計(jì)一般用來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)新的設(shè)計(jì)，而逆向設(shè)計(jì)是在解別人設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行某種修改或改進(jìn)。在這兩大類(lèi)中又可分為“自頂向下（TOP-DOWN）”和“由底向上（BOTTOM-UP）”的設(shè)計(jì)步驟。在FPGA設(shè)計(jì)中往往采用層次化的設(shè)計(jì)方法，分模塊、分層次地進(jìn)行設(shè)計(jì)描述。層次化設(shè)計(jì)方法比較自由，既可采用自頂向下的設(shè)計(jì)也可采用自底向上的設(shè)計(jì)，可在任何層次使用原理圖輸人和硬件描述語(yǔ)言HDL設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)方法都是由底向上的，即首先確定可用的元器件，然后根據(jù)這些器件進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)，完成各模塊后進(jìn)行連接，最后形成系統(tǒng)。而基于EDA技術(shù)的集成電路設(shè)計(jì)主要是自頂向下的設(shè)計(jì)方法，具體流程如下表。
利用FPGA技術(shù)進(jìn)行數(shù)字邏輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)的大部分工作是在EDA軟件平臺(tái)上完成的，其設(shè)計(jì)流程包含設(shè)計(jì)輸人，設(shè)計(jì)處理、設(shè)計(jì)效驗(yàn)和器件編程，以及相應(yīng)的功能仿真、時(shí)序仿真、器件測(cè)試。可編輯邏輯器件進(jìn)行數(shù)字集成電路EDA設(shè)計(jì)的典型流程主要是設(shè)計(jì)輸入，功能仿真，邏輯綜合，布局布線，時(shí)序仿真和器件編程下載六步組成。
設(shè)計(jì)輸入：其方式通常有兩種，一種是HDL輸入。幾乎所有的設(shè)計(jì)軟件都支持這兩種語(yǔ)言的設(shè)計(jì)輸人。HDL輸入可移植性好、通用性好。但對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，很難編寫(xiě)出恰當(dāng)?shù)恼Z(yǔ)句來(lái)準(zhǔn)確反映設(shè)計(jì)意圖。另一種常用的輸入方式叫原理圖輸入。它相對(duì)HDL輸入直觀，便于理解，元件庫(kù)資源豐富。但移植性差，尤其在設(shè)計(jì)大規(guī)模電路時(shí)，這種方法的可維護(hù)性較差。
功能仿真：是在不考慮器件延時(shí)的理想情況下仿真設(shè)計(jì)項(xiàng)目，以驗(yàn)證其邏輯功能的正確性，也叫前仿真。
邏輯綜合：是一個(gè)將高層次系統(tǒng)描述向低層次門(mén)級(jí)邏輯電路轉(zhuǎn)化翻譯的過(guò)程，即把設(shè)計(jì)輸人的高級(jí)語(yǔ)言或原理圖綜合成底層軟件可以識(shí)別的網(wǎng)表文件。現(xiàn)在使用最廣泛的是EDIF（electronicdesigninterchangeformat，電子設(shè)計(jì)交換格式）網(wǎng)表文件。
布局布線：在設(shè)計(jì)通過(guò)功能仿真被初步驗(yàn)證之后，根據(jù)所選用PLD的規(guī)格，將綜合生成的網(wǎng)表文件轉(zhuǎn)換為器件內(nèi)部的宏單元、邏輯門(mén)之間的連線關(guān)系。
時(shí)序仿真：在布局布線中可以獲得比前仿真時(shí)更精確的RC參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)，在考慮具體適配器件的各種延時(shí)的情況下，用仿真軟件再次驗(yàn)證電路的功能和時(shí)序，以確保在各種可能的條件下都能正確響應(yīng)。這一步驟也叫后仿真。
器件編程下載：通過(guò)仿真確認(rèn)設(shè)計(jì)無(wú)誤后，將文件編譯成器件可以識(shí)別的二進(jìn)制碼并下載到芯片中。
一個(gè)集成的EDA開(kāi)發(fā)工具，（如Quartus和Vivado）應(yīng)該能完成上述所有的流程，并能使用第三方軟件（如ModelSim）幫助設(shè)計(jì)。
性能指標(biāo)
電參數(shù)
靜態(tài)工作電流：是指集成電路信號(hào)輸入引腳不加輸入信號(hào)的情況下，電源引腳回路中的直流電流。通常會(huì)給出典型值，最大值，最小值三項(xiàng)指標(biāo)。
增益：指集成電路內(nèi)部放大器的放大能力。通常標(biāo)出開(kāi)環(huán)增益和閉環(huán)增益兩項(xiàng)，也會(huì)給出典型值，最大值，最小值三項(xiàng)指標(biāo)。
最大輸出功率：指輸出信號(hào)的失真度為恒定值時(shí)（通常為10%），攻放集成電路輸出引腳所輸出的電信號(hào)功率。一般也給出典型值，最大值，最小值三項(xiàng)指標(biāo)。主要針對(duì)功率放大集成電路。
極限參數(shù)
最大電源電壓：是指可以加在集成電路電源引腳與接地引腳直流工作電壓的極限值。使用時(shí)不允許超過(guò)此值，不然會(huì)損壞集成電路。
允許功耗：指集成電路中所能承受的最大耗散功率。主要用于大功率集成電路。
工作環(huán)境溫度：指集成電路能維持正常運(yùn)作的最高和最低環(huán)境溫度。
存儲(chǔ)溫度：指集成電路在存儲(chǔ)情況下所能承受的最高和最低溫度。
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)
參考資料
相關(guān)政策
2025年4月11日，中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布《關(guān)于半導(dǎo)體產(chǎn)品“原產(chǎn)地”認(rèn)定規(guī)則的緊急通知》。“集成電路”原產(chǎn)地按照四位稅則號(hào)改變?cè)瓌t認(rèn)定，即流片地認(rèn)定為原產(chǎn)地。
價(jià)值影響
20世紀(jì)60-70年代，集成電路首先被應(yīng)用于航天和軍事。阿波羅11號(hào)登月成功和兩次海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中“芯片打敗鋼鐵”是集成電路應(yīng)用于航天和軍事最成功的事例。
1971年i4004(4位CPU)和1Kb DRAM(1K位動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)兩塊集成電路的研發(fā)成功，催生了微處理機(jī)的出現(xiàn)，1980年IBM研制出第一代商用化PC，把世界推進(jìn)到PC時(shí)代，形成了“互聯(lián)網(wǎng)”，整個(gè)地球變成了“地球村”。
李克強(qiáng)同志在第十三屆中國(guó)人大一次會(huì)議《政府工作報(bào)告》中提到“推動(dòng)集成電路、第五代移動(dòng)通信、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、新能源汽車(chē)、新材料等產(chǎn)業(yè)發(fā)展”，這無(wú)疑是把集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展放在國(guó)家實(shí)體經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展中的首要位置之一。
參考資料 >
#數(shù)說(shuō)十四五高質(zhì)量發(fā)....新浪微博.2025-07-15
前8個(gè)月我國(guó)集成電路出口增長(zhǎng)23.3%.百家號(hào).2025-10-01
中華人民共和國(guó)2022年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào).國(guó)家統(tǒng)計(jì)局.2025-04-14
中華人民共和國(guó)2023年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào).中國(guó)政府網(wǎng).2025-04-14
中華人民共和國(guó)2024年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào).國(guó)家統(tǒng)計(jì)局.2025-04-14
2024年經(jīng)濟(jì)運(yùn)行穩(wěn)中有進(jìn) 主要發(fā)展目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn).國(guó)家統(tǒng)計(jì)局.2025-04-14
中華人民共和國(guó)2021年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào).中國(guó)政府網(wǎng).2025-04-14
中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布關(guān)于半導(dǎo)體產(chǎn)品“原產(chǎn)地”認(rèn)定規(guī)則的緊急通知.界面新聞.2025-04-11
李克強(qiáng)在第十三屆全國(guó)人大一次會(huì)議上的政府工作報(bào)告(全文).中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院新聞辦公室.2023-08-02