什么是集成电路，什么是集成电路它有何特点

什么是集成电路？

什么是集成电路？就是电路板上那些有很多针脚的小黑块。里面并不复杂，只是一些三重奏组合在一起，仅此而已。顶级。如果说三极管的基本原理很牵强，那么在设计三极管的布局时，它是非常精确的。我们会画一条绿线来表示通道，然后画一条红线穿过通道来表示控制网格。就像路上的绿色通道和警察手握的红灯一样，绿色通道里电流的通断取决于警察的脸色。但是在集成电路中，沟道被称为有源区而不是沟道，这个名字很奇怪，但是很好记。我们通常称半导体器件为有源器件，电阻和电容为无源器件，三极管为有源器件。所以，只要记住与三极管相关的区域叫活动区就行了。源极和漏极由N型或P型半导体材料制成，在源极和漏极之间放置一层多晶硅作为栅极，形成MOS晶体管。再制作几个这样的晶体管，根据需要连接起来，就形成了一个集成电路。很多三极管组合在一起就是集成电路。集成电路真的就那么简单。暂时请不要问半导体为什么导电。我们这里讨论的是如何快速学习如何设计集成电路，而不是半导体理论。顶级。一般栅源间电压为0V时，表示关；当0.7V以上的电压施加在栅极上时，表示导通。应当注意，栅极电压是针对源极的。上述的MOS晶体管称为N型MOS晶体管，相应的，也有P型MOS晶体管。P型MOS晶体管的特性正好相反。当电流从漏极开始到达源极时，栅极上的电压比漏极低0.7V，MOS晶体管导通。如果规定只能用一种MOS晶体管，我们也可以设计集成电路。我觉得原来的半导体工艺只适合做N型一类的MOS晶体管。当时，大多数集成电路都是NMOS集成电路。早期的Z80和8048，我们熟悉的，都是由NMOS技术。后来发展出在同一芯片上制作两种不同类型MOS管的工艺，称为CMOS工艺，现在是半导体行业的主流工艺。N管和P管的布局设计没什么区别。只要标出他们的类型。这个标记是用来通知制造集成电路的人把这些管子做成某种类型的管子。在下图中，我们将P管圈起来作为标记。顶级。不会用烙铁和焊锡丝吧？在集成电路中，不使用这种方法，而是使用类似双面电路板的方法。双面电路板上的过孔连接电路板的两面，过孔也用于集成电路中。这两层导电材料分别是铝和多晶硅。铝可以不受限制的穿过各个区域到任何地方，但是多晶硅可以吗？看起来是的，但是当多晶硅穿过有源区的时候，有源区就变成了一个由多晶硅控制的电流通路：一个额外的三极管，这不是我们想要的。所以我们在这里加一条规则：多晶硅不能穿越有源区。

根据这个规律，通过连接两个三极管，我们设计了一个简单的集成电路和一个反相器。芯片周围有四个焊点，用来连接外部电路。不过这里不叫焊点，叫压焊点，可能是根据工艺来命名的。如果在集成电路行业称之为焊点，会让别人瞠目结舌。我们不妨大胆地通过印刷来了解IC的设计技术和制造工艺。当我们要打印一张名片时，首先要设计好版面，苦苦思索一个商标图案，用彩笔在草稿纸上画出来，甚至还要花钱请一个美工来设计这张名片。设计的名片可能包含几种颜色和字体。设计方案送到介绍名片的小店，会先按照颜色的种类进行排版，然后用这些版材印在纸上，再把一大张纸剪成小名片，最后把这些名片装进小盒子里，就等着用户来取货了。印名片的小店主只会玩那些制版机，印刷机之类的把戏。基本上他不需要认识很多单词，也能达到小学水平。发操作证上岗前要求他了解美术原理是不合理的行为。对于设计名片的美工来说，最大的要求就是能够理解客户的要求，用版面、字体的选择、色彩的搭配来表达客户的意图。我们完全没有必要要求美工必须会做各种字体，大量阅读《照相原理》，精通印刷机械。因此，我们对顾客只有一个要求：简单明了地表达他的意图。集成电路也是如此。用户提出他们芯片的功能。设计过程是把功能翻译成布局，制造过程是把芯片打印出布局。与印刷芯片惊人的相似之处在于，美工只需要使用字体库中的各种字体，不需要自己制作。实际上，芯片设计者只需要使用单元库中的单元。与印刷芯片的另一个更惊人的相似之处是，当字体中没有特定的符号时，比如一个不常见的商标，艺术家会自己制作这个符号；芯片设计师有时会遇到库中没有的单元，他也需要自己画出这个单元的版图。顶级。集成电路版图设计大概就是这样。没有诡计。你可能会发现最右边的逆变器大了一点，就是要有更大的驱动能力，让LED有更高的亮度。另一个需要注意的问题是，尽量让比较大的电流流过铝导电层。铝的导电性比多晶硅好很多，和双面电路板有点区别，双面的导电性是一样的。顶级。现在，每个人都有自己的兴趣。如果你想用这个拼图做点什么，你可以。这里有很多朋友愿意和你一起玩。或者你已经记住了你来这里的初衷，想把你的电路做成集成电路。那你就暂时不要玩七巧板了，争取尽快完成你的芯片设计。

如果你使用许多标准集成电路，包括反相器、与非门、D触发器、计数器，甚至一个LCD驱动模块等。在用分立元件设计的原始电路中，设计这些单元的布局并不容易。日复一日，月复一月，你不得不被画得又傻又呆。你当初设计高性能电路的热情在这里毫无用处。当你辛辛苦苦干了三个月，发现已经开始种第二季水稻的农民伯伯并没有那么辛苦。由此计算，制作一个版本库的工作量大约等于种植双季稻的工作量。做芯片设计师比种地强。不过，就算让你画布局也不用怕。高科技在电脑上最奇妙的特点就是它的劳动力可以重复利用。制作第一个单元画廊需要两个月的时间。当您制作第二个图库时，您可以复制第一个图库，对其进行修改和更改。只需要两个星期。这就是电脑复印的奇妙之处。很奇怪为什么这种计算机技术没有推广到农业科技上。如果农民伯伯也采用这些技术，他要做的就是专心种一亩地，然后复制到十万八千亩。于是他站在一望无际的金色田野里，看着晨光中波澜壮阔的麦浪翻滚，难以控制那种“身在田间，胸怀天下”的感觉。还好农民伯伯还没掌握这项技术，不然我们这些搞芯片设计的家伙都要汗颜了，但是我们要抓紧时间，在目前芯片暂时领先于农耕的优势下，做出比农民伯伯更多的贡献。但现在情况不同了。在这里，有现成的单元格布局供您使用。这些单元格布局放置在一个数据库中，该数据库包含各种各样的内容，几乎包括您可能使用的所有内容。不要以为这是“演示版”。这是一个许多芯片设计者正在使用的工作库。你现在要做的不是版图设计，而是类似于你以前做的事情：双面电路板布线。使用单元图库，您可以执行正常的设计工作。你按照之前通常的方式画电路图，然后把它们和相应的元件连接起来。过去，一个没有经验的电路设计者常常根据过时的教科书来设计电路。因此，买家经常抱怨他们无法购买组件，甚至去英特尔的公司历史陈列室看样品。现在的电路设计师普遍关心的是原器件的供应，这个经验在这里也适用。设计前要熟悉单元图库，以免画了电路图却没单元用。毕竟芯片设计中使用的cell gallery里面的内容和市面上的CMOS 4000系列或者TTL 74系列里面的内容还是有点区别的。比如常用的JK触发器，在单元图库里是找不到的，(也许以后会有发烧友补上这个单元)，因为在ASIC设计中，不需要使用JK触发器，在分析电路时会造成混乱。你可以很快适应这些差异，甚至在你通读完单元图库的介绍后，你也会感到自信。我再提醒你一下：你是来设计集成电路的，不是来研究版图设计技术的。如果你是初学者，你设计的布局大概不会比库中已经有的好吧？所以只要稍微了解一段时间的版图设计，不要深究，利用现成的单元图库和双面布线技术，尽快完成你的IC。如果你遇到一个不在画廊的单位，不要惊慌。请过来问一下。也许老兵会给你画一张。不过应该是一些一般单位。不要问16位A/D转换器，摄像头控制电路之类的单元。那样的话，你还不如睡觉，让别人免费给你设计。

说实话，集成电路伟大而神秘的版图设计，并不比孩子们的七巧板复杂多少。下面的触发器布局几乎是布局库中最复杂的布局，但仅此而已。没什么大不了的。我不认为你不能掌握它。我只是觉得你暂时不需要掌握。不要以为这是演示布局，这是正在使用的真实布局。我叫它DF06A。一位大师级设计师花了大约一个月的时间做出了类似的布局。我是在他的基础上画的这个布局，所以只用了半个月左右，还有一些延迟参数没算。这个布局完成后，几乎完成了整个标准单元库(100多个单元)三分之一的工作量，因为这是库中最难的布局。顶级。突然有一天，我消沉了。这台机器一天生产50多万件产品，利润几万。这让老板像熊一样东奔西跑，调动了所有机械和塑料的精英。香港的技术人员第二天就到了，但是咨询的结果却是无可奈何。第三天，一个懂点电子学的家伙出现了。他从一台坏了的收音机上取下一个电阻，在机器上试了试。这台巨大的塑料机器真的复活了。当所有在场的人得知这个神奇的组件价值只有人民币两毛钱时，所有人都同时傻眼了。这里的每个人都是电路设计专家。我觉得没必要解释一个电阻是怎么把塑机修好的。太简单，太普通，但电路设计最大的兴趣就在于此：一个极其简单的小技巧，会引发社会大事件。电路设计要发挥自己的聪明才智，不要拘泥于常见的单元图库。当然，IC的设计和你之前的设计有点不同。这里有一个特点：有很多三极管供你使用，但是电阻电容很麻烦。或者这么说吧：你可以当考试。考试题目是设计一个电路。不允许使用电阻和电容，但可以使用不限数量的三极管。可能你一开始不习惯，觉得浪费了很多的三重奏。但只要多做几次，就会习惯这种浪费的设计方式。不要为你的浪费感到内疚。事实上，即使是芯片设计专家也是这样做的。电路设计就是画出你需要的电路图，然后对你的电路图进行推理，看是否正确，是否需要改进。在这里，我建议你使用workview软件和这里提供的电路图库进行设计。如果你使用workview，它会帮助你做推理。这里叫仿真，会给你看电路工作时的波形，很直观。这里不仅提供了版本库供您使用，还提供了相关的电路库。使用此处的电路库可以简化您的设计工作。画廊里有很多实用的单元电路，比如十进制计数器，甚至动态LCD驱动电路。你可以直接用它们。自己设计一个动态LCD驱动电路，不代表不能，只是没必要做这些重复繁琐的工作。你应该集中精力完成你的整体设计，这是你的。你可以把自己在设计公众号中发现的一些窍门和技巧，作为免费资源添加到图库中，让以后的设计师也能享受到你的劳动成果。世界上有两种资源。有一种真正的资源，像石油，使用得越来越少。另一种是虚拟资源，就像脑力一样。奇怪的是，这种虚拟资源竟然是一种被越来越多地使用的资源。世界真的很奇妙，充满了奇迹。如果我们动员全民开发虚拟资源，用不了多久我们就会成为资源大国，我们就可以像拍苍蝇一样轻而易举地消灭美帝国主义和一切反动派。

开玩笑的。其实我不希望自己的世界观是民族主义的。我对任何国家的文化都感兴趣。什么“国富民强”给我的感觉，就像香山沟的农民希望多养几个儿子，让他们不被邻居欺负一样。是一种和无知有很大关系的意识。我们开发虚拟资源，迎接未知人类明天的到来。我们不知道明天会怎样，但我们知道明天不会如今天所料。在我看来，搞电路设计真的有投机取巧的嫌疑。我不是想贬低你的同龄人，但在我见过的很多案例中，一个会修半导体的电子爱好者往往比一个机械专业的本科生更吃香。一个家电项目的开发者包括电子学和机械学。如果你参加过几个这样的开发组，你就会明白下面这个结论：搞电子的工作量不大，总想在一些局部问题上搞花样，不考虑全局。机械的工作量大，需要综合考虑整机的协调性。可悲的是，总是吃力不讨好。在老板眼里，搞机械好像没什么大不了的，用铅笔画两遍就行了，而搞电子就不一样了。那东西很神秘，两分钱就能让火车头那么大的机器动起来。如果你有学力学的朋友，你就会知道力学不是谁都能画出来的那么简单。光看那些机械课程就知道，机械知识远比电子知识复杂严谨。在冰箱或洗衣机这样的家用电器中，机械承担了大部分工作，而电子只是在机械基础上玩的一些小把戏。什么定时，报警之类的都是小把戏。机械设计涉及严谨广博的知识，而电子知识可能从《电子小制作 200例》之类的杂书上获得。很多老板重电子轻机械的想法其实是错误的。也许你可以用铅笔画出零件的图纸，但是你能算出这个零件能承受多大的压力吗？你知道你画的零件在什么情况下会产生共鸣吗？共振会对整机造成多大的伤害？想知道这些，就得花好几年的时间研究几本书《机械原理》，《材料力学》，《》等等。而神秘的电子技术，在街上买几本杂七杂八的书就能学会。别以为是开玩笑。其实我们这些搞电子的家伙最了解电子的底细。你听说过业余机械爱好者吗？还是业余材料力学爱好者？应该说是有，但是少到很难举例。我们身边有很多业余无线电爱好者和业余电子爱好者。为什么？这就说明了电子电路的几个特点：入门容易，还有一个更重要的特点就是只要学一点点，就能充分发挥自己的聪明才智，进行卓有成效的电路设计。由此我们不禁要问：还有业余的IC设计师吗？我关注了很久，想知道有没有业余的IC设计师，但是到现在都没有找到，这让我很疑惑，不禁疑惑：我是不是中国第一个业余的IC设计师？成为一个业余的IC设计爱好者，在以前可能是天方夜谭，听到有业余的洲际导弹爱好者就让人觉得很爽。然而时代变了，培养业余IC设计师的外部条件早已具备，只是这些条件来得太快，我们来不及反应。似乎我们听说的所有IC都需要几千万美元的投资。然而，当我们今天早上从梦中醒来时，我们可以花几千元人民币由芯片厂来制造我们自己设计的集成电路。顶级。

如果你的芯片不大，可以通过双面电路板布线来设计你的芯片，使用一些专门的软件比如LEDIT来设计。先把用过的单元放到版图上，再用铝和多晶硅布线。如果你的筹码再大一点，那就辛苦了。如果芯片大一点，我们可以用电脑自动布线。其实我们实现布局布线主要考虑的应该是自动化布线。有很多软件可以进行出色的自动布线，比如cadence，mento graph。但是，软件很贵，动不动就花20万美元的人很多。有很多价格低性能好的软件，甚至是免费的。这里的自由软件库中有一套Alliance，接线性能很好。其实布线有点大材小用了。它是一套功能更加强大的集成电路设计工具。我们暂且讨论一下它的接线工具。它的路由器很好，有很好的优化能力。它使用的库的描述方法有点不一样。与其他软件相比，它接收到的电路图描述格式差别较大，实际上使用的是C语言源程序的格式。好在是源程序格式，为编写转换程序提供了一定的便利。workview中有专门的数据库操作程序viewdate，应该可以完成这项工作。我们可以想象远程布线。以前龚敏先生举过一个例子，说新疆的芯片设计师可以通过联网运行安装在上海主机上的珍贵设计软件。就是这个意思。再者，我们甚至可以为系统编写一些自动化的功能，可以自动接收用户以邮件形式发送的印刷电路板文件，交给布线软件，然后将结果通过邮件发回给用户，这样就可以在不侵犯版权的情况下，充分发挥高档软件的效率。拥有高端软件和电子邮件服务器的单位可以提供这种免费或付费服务。顶级。但这是一个美好的世界。事情越困难，就越容易。现在有很多软件可以帮你查。你只需要学会如何使用它们。我的意思是，我建议你不要试图通过人为的方法来检查一个稍微大一点的布局。人的大脑是用来创造的。用它们来做一些重复繁琐的工作，不仅效率低，而且更麻烦，会导致很多意想不到的错误。真正的版图检查软件还是比较少的，德古拉就是其中的佼佼者。在找到便宜实用的验货软件之前，可以考虑通过邮件委托验货，让有德古拉软件的单位帮忙验货工作。如果文件格式是标准的，也许我可以说服一些单位利用他们的机器空闲时间为你服务。顶级。你应该收集这方面的书籍。新闻组、邮件列表和电子邮件可以为你提供来自外界的技术支持，既便宜又快捷，这也是互联网的好处之一。通过网络获得的支持，大部分时候是很有效的，但是并不是确定的、明确的，因为没有人有义务帮助你，他们热心帮助的最起码条件是必须要有。你应该学会利用来自外界的支持，这不是出于义务，而是出于热情。不要滥用这些热情。在提问之前，请多花一点时间研究你的问题，然后确切地提出你的问题。以后别人问类似的问题，你也要热情回答，介绍自己解决问题的经验。

获得确定的、确定的帮助的方法是，你可以找一家离你近的IC设计公司，并以一定的成本获得这些帮助。刚开始学设计集成电路的时候，我把项目委托给设计公司，让他们告诉我设计过程，这样我就可以有一个模仿的对象。顶级。加入一个邮件列表后，经常可以收到别人发给这个邮件列表的各种信息。你可以对各种问题发表自己的看法，也可以提出新的建议，新的想法，或者遇到的困难，从而得到别人的帮助。最难能可贵的是，所有的操作都可以在一个免费的邮箱账号上通过邮件来完成。订阅申请信发出后不久，您将收到一封确认信。直接回复这封信，你就会加入邮件列表。之后你可以发稿，参与讨论，寻求帮助，或者向这两个邮件列表表达任何你想表达的想法。你只需要尽可能专注于话题，去照顾其他成员的利益。您可以通过下面的表格发布、加入或退出邮件列表。请使用同一个邮箱账号操作。如果你在操作过程中遇到任何麻烦，请写信给我，让我从服务器上帮你解决。查看存档文件需要访问互联网。

什么是集成电路？

集成电路是一种微型电子设备或元件。通过采用一定的工艺，将电路中需要的元器件和布线，如晶体管、电阻、电容、电感等，相互连接在一起，制作在一个或几个小的半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个封装体内，形成具有所需电路功能的微结构。所有元器件在结构上已经集成为一个整体，使电子元器件向小型化、低功耗、智能化、高可靠性迈进了一大步。在电路中用字母“IC”表示。集成电路的发明者有杰克基尔比(基于锗(Ge)的集成电路)和罗伯特诺伊斯(基于硅(Si)的集成电路)。现在半导体行业多采用硅基集成电路。功能：集成电路又称IC，按功能和结构可分为模拟集成电路、数字集成电路和数/模混合集成电路。模拟电路又称线性电路，用于产生、放大和处理各种模拟信号。例如晶体管收音机的音频信号、录音机的磁带信号等。)，其输入信号与其输出信号成正比。数字集成电路用于产生、放大和处理各种数字信号(在时间和幅度上具有离散值的信号)。例如5G手机、数码相机、电脑CPU、数字电视、音视频信号的逻辑控制和回放)。制造工艺：IC按制造工艺可分为半导体IC和薄膜IC。薄膜集成电路分为厚膜集成电路和薄膜集成电路。

什么叫集成电路

集成电路(英文：IC)，或称微电路、微芯片和芯片，是电路小型化的一种方式(主要包括半导体器件和无源元件等)。)在电子学中，并且它经常被制造在半导体晶片的表面上。晶体管发明并量产后，二极管、晶体管等各种固态半导体元件被广泛使用，取代了真空管在电路中的功能和作用。20世纪中后期，半导体制造技术的进步使集成电路成为可能。相对于用单个分立的电子元件手工组装电路，集成电路可以将大量的微型晶体管集成到一个小芯片上，这是一个很大的进步。集成电路的规模生产能力、可靠性和电路设计的模块化方法确保了标准化集成电路代替分立晶体管的快速采用。与分立晶体管相比，集成电路有两个主要优势：成本和性能。低成本是由于芯片的所有组件通过光刻技术作为一个单元印刷，而不是一次只制造一个晶体管。高性能是因为元件的快速切换，消耗的能量更低，因为元件很小并且彼此靠近。2006年，芯片面积从几平方毫米到350毫米，每毫米可以达到一百万个晶体管。集成电路的第一个原型是由杰克基尔比在1958年完成的，它包括一个双极晶体管、三个电阻和一个电容。相对于今天技术的大小，它的体积是相当巨大的。碳纳米管微型计算机芯片在电子显微镜下的场效应图根据芯片上集成的微电子器件数量，集成电路可分为以下几类：小规模集成(SSI):少于10个逻辑门或少于100个晶体管。中规模集成电路(MSI): 11~100个逻辑门或101~1k个晶体管。大规模集成电路：101~1k个逻辑门或1,001 ~ 10k个晶体管。超大规模集成电路(VLSI):1001 ~ 10k个逻辑门或10,001 ~ 100k个晶体管。超大规模集成电路(ULSI):10001 ~ 1M个逻辑门或100,001 ~ 10M个晶体管。GLSI(千兆级集成):超过1，000，001个逻辑门或超过1，000，001个晶体管。根据处理信号的不同，可分为模拟集成电路、数字集成电路、模拟和数字兼有的混合信号集成电路。