集成电路的优势及应用

杨雪妍

摘 要：集成电路的使用领域非常多，为人类生活提供了很多便利。但是如何有效的应用集成电路成为了当今我们必须去解决的问题，文章充分的探讨了其物理特性，分析了其发展方向，为计算、通讯、工业、日用方面的应用提供了理论依据，从而推动整个应用结构向更高层发展。

关键词：集成电路；优势；应用

中图分类号：TN409 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）29-0185-02

Abstract： The use of integrated circuits （IC） in many fields has provided a lot of convenience or human life. Nowadays， however， how to effectively apply integrated circuit has also become an existing problem to be solved . This paper fully discusses its physical characteristics， analyzes its developing direction， and provides a theoretical basis for its application in computing， communications， industry and daily use， so as to promote the entire application structure to a higher-level development.

Keywords： integrated circuit （IC）； advantage； application

1 集成电路的概述

顾名思义，集成电路就是通过某些工艺技术传递必要的电子元件（电阻器，晶体管等）和这些元件的连接。把它们集合到一起，并且具有某特定的功能，在电路中用“IC”来表示，在此之前，熟练的工程师必须彻底了解集成电路的类型，参数，结构，形状和封装，才能充分发挥它的实际用途及功率。它也被称为微电路。而且它的成本低，也便于大量的生产。这些都是普通电路所不具备的优点，基于以上特点，集成电路的使用越来越广泛。地球上的第一个集成电路是由英国科学家达默在20世纪60年代的一次会议上提出的，它将元件集中在一小块晶体上。这使得可以将晶体视为完整的电路，并且体积大大减小。利用这种思想，美国贝尔实验室制造出了第一个晶体管，克服了电子管放电过程中的耗电量大、结构脆弱等缺点。

2 集成电路的分类

集成电路的应用是相当广泛的，依照不同的标准它的分类也可以有很多种。根据制造工艺，集成电路有两种，一种是混合集成电路，另一种是半导体集成电路。所谓混合集成电路，言外之意它不仅仅是一种集成电路而是由多种集成电路组合而成。举个简单的例子，在微波集成电路中就是由微带技术和稳压集成电路混合而成。而半导体集成电路更多的应用在通信方面，而且相比其他电路而言更受到国内外相关人士的重视， 所以半导体集成电路的发展速度也是相当快。

所谓的半导体集成电路究其本质是由大量的晶体管组合而成。按其的极性来分只有单和双这两种类型。而两极性晶体管又被称为双击晶体管，因为它们的导电是由不同极性的载流子实现。如果按晶体管的应用状态来划分，有饱和性、控制饱和性和非饱和性这三种，而这三种都属于双极型。在实际应用中双极型是我们理想的选择，我们之所以选择双极型，是因为它不仅频率高，而且反应也是相当的快，但它也有一定的弊端，它的制造难度是非常大的，所以它的价格也相对较贵。

3 集成电路的优点

随着科学的发展和社会的进步，各项技术与以前相比都有了很大的提高，当然集成电路也不例外，那么怎样才能判断出这项技术是前进了还是后退了，我们判断的标准就是寻找它的显著特征，看看它的尺寸是否在不断的减小。事实上我们发现集成电路的尺寸确实在减小而且速度也是相当之快。一直在不断超越和突破，从而一次又一次的打破电子元件的物理极限，最初我们认识和了解到的微米发展到了更深层次的亚微米和超高技术的超微米甚至降到超深微米，芯片直径逐渐的增加，提升了集成电路的集成。让我们感到欣慰的是很多实验都成功尤其是25nm工艺实验集成电路的发展也是有规律可循的（遵循摩尔定律）。在传统设备的深刻影响下，到目前为止，集成电路使用的材料仍然只能是硅和GMOS，但比较可观的是尺寸的逐渐减小，为了满足人们的需求，新材料，新设备和新结构正在出现。到目前为止，主要的新的存储器有MRAM，NRAM，铁电存储器和分子存储器。随着科学技术的发展，高性能的电路已被开发，集成电路也随之在不断的创新，并且大量的应用纳米技术，使得存储器的各项性能都得到了大幅度的提高，让人们的生活水平也有了很大的改善。

4 集成电路的应用

随着社会的进步和发展，在新时代的新要求下，利用半导体所制造的工艺和设备也必须改进，所以对集成电路的集成和可靠性这两方面的要求在不断的进行提高，这样就把复杂的组件放在了一个电路板上，让电路的性能越来越高。这样处理电路的方式已经应用到了非常多的领域，它的可靠性和价格还有体积都比上一代的电子产品好得多。正因为它具有性能好、价格低、既节能又高效的这些优点，它的应用越来越多，优势越来越明显，例如这些应用领域：

在计算机这个较大的领域中，有着各种各样类型的计算机，即大型的、中型的、小型的、分布式的网络、终端机以及信息处理终端等等都已广泛地应用于各个行业。总的来说，在计算机的发展历程中，集成电路所起的作用是不容小觑的。可以说没有集成电路就没有计算机。而且它的技术水平还是衡量计算机的发展速度的一个标志。

通讯领域这个方面：尤其在近年来电话、手机中起到了非常重要的作用，把曾经的手摇式电话发展成为现在能装到口袋里的手机，不仅能让人们方便的通话，而且改变了人们的生活方式。现在手机微信等软件能够进行视频电话，促进了人们更好的交流都归功于大型集成电路的发展；并且在军事行业发展了各种各样的通讯卫星，帮助我国国防快速发展，及时的了解敌情和熟悉地理地貌。在大型集成电路的促进下我国科技飞速发展，完全改变了曾经的信息交流方式，大大的增加了通信的及时性、高效性、保真性。

信号处理技术方面：例如模拟信号的处理、模拟信号的扩大和提高保真度、语言图像的处理以及声音信号的调节等。通过集成电路和超大规模的集成电路的推动，改变了原来信号处理的速率与方式。特别是在声音与图像方面表现出了强大的优势，大大的提高了处理质量与速度，彻底的颠覆了信号处理的传统方法。

工业电子方面：智能机器人和机器臂、工程测算机器、各种的精密仪器、教学设备、医疗器件等。这些机械的大脑都是通过集成电路与计算机语言编程设计出来的。

大规模集成技术在日常生活中的各种电器方面的应用： 电视，摄像机，录像机，录影机、玩具车、电子琴等，这些物件中都应用到了很多的集成电路。未来集成电路的帮助下人工智能行业会飞速发展，推动大量的人工智能设备进入百姓生活，方便日常公司家庭管理，为快节奏的城市生活减轻负担。

总的来看，微电子这门技术逐渐变得成熟，并且在不断地向各个领域进军，并且在不断地相互渗透，以形成一个多功能的系统，尽可能的使此项技术向更高层次发展，從而推动国家和社会的发展，而这一切都是以我们认识到的集成电路为中心。

参考文献：

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