集成电路或单片集成电路(也称为IC,芯片或微芯片)是半导体材料(通常是硅)的一个小平面(或"芯片")上的一组电子电路。大量微小的MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)集成到一个小芯片中。这导致电路比由分立电子元件构成的电路更小、更快、更便宜。该 IC 的大规模生产能力、可靠性和集成电路设计构建模块方法确保了标准化 IC 的快速采用,取代了使用分立晶体管的设计。IC现在几乎用于所有电子设备,并彻底改变了电子世界。计算机、移动电话和其他数字家用电器现在是现代社会结构中不可分割的一部分,这是由于现代计算机处理器和微控制器等IC的小尺寸和低成本而成为可能。
可擦除可编程只读存储器(EPROM)集成电路,采用双列直插式封装。这些封装有一个透明的窗口,显示内部的芯片。该窗口用于通过将芯片暴露在紫外线下来擦除存储器。
来自EPROM存储器微芯片的集成电路,显示存储器块,支持电路和将集成电路芯片连接到封装支腿的细银线
通过四层平面铜互连实现集成电路的虚拟细节,直至多晶硅(粉红色)、孔(灰色)和基板(绿色)
金属-氧化物-硅(MOS)半导体器件制造的技术进步使超大规模的集成变得切实可行。自20世纪60年代问世以来,芯片的尺寸、速度和容量有了巨大的进步,这得益于适合越来越多的MOS技术的技术进步。相同尺寸的芯片上的运行电阻 - 现代芯片可能在人类指甲大小的区域内具有数十亿个MOS晶体管。这些进步大致遵循摩尔定律,使今天的计算机芯片拥有1970年代初计算机芯片数百万倍的容量和数千倍的速度。
与分立电路相比,IC有两个主要优势:成本和性能。成本很低,因为芯片及其所有组件都是通过光刻打印成一个单元,而不是一次构建一个晶体管。此外,封装IC使用的材料比分立电路少得多。性能很高,因为IC的元件切换迅速,并且由于其体积小且距离近,功耗相对较小。IC的主要缺点是设计和制造所需光掩模的成本很高。这种高昂的初始成本意味着IC只有在预计会有高产量时才具有商业可行性。