一、為什么會有集成電路

　　集成電路(Integrated Circuit，IC)是采用特定的制造工藝，將晶體管、電容、電阻和電感等元件以及布線互聯(lián)，制作在若干塊半導(dǎo)體晶片或者介質(zhì)基片上，進(jìn)而封裝在一個(gè)管殼內(nèi)，變成具有某種電路功能的微型電子器件。集成電路產(chǎn)業(yè)既是當(dāng)前國際政治和經(jīng)濟(jì)競爭的重要砝碼，也是國際競爭最激烈以及全球資源流動(dòng)和配置最徹底的產(chǎn)業(yè)。

　　為什么會產(chǎn)生集成電路?我們知道任何發(fā)明創(chuàng)造背后都是有驅(qū)動(dòng)力的，而驅(qū)動(dòng)力往往來源于問題。那么集成電路產(chǎn)生之前的問題是什么呢?我們看一下1946年在美國誕生的世界上第一臺電子計(jì)算機(jī)，它是一個(gè)占地150平方米、重達(dá)30噸的龐然大物，里面的電路使用了17468只電子管、7200只電阻、10000只電容、50萬條線，耗電量150千瓦。顯然，占用面積大、無法移動(dòng)是它最直觀和突出的問題;如果能把這些電子元件和連線集成在一小塊載體上該有多好!我們相信，有很多人思考過這個(gè)問題，也提出過各種想法。典型的如英國雷達(dá)研究所的科學(xué)家達(dá)默，他在1952年的一次會議上提出：可以把電子線路中的分立元器件，集中制作在一塊半導(dǎo)體晶片上，一小塊晶片就是一個(gè)完整電路，這樣一來，電子線路的體積就可大大縮小，可靠性大幅提高。這就是初期集成電路的構(gòu)想，晶體管的發(fā)明使這種想法成為了可能，1947年在美國貝爾實(shí)驗(yàn)室制造出來了第一個(gè)晶體管，而在此之前要實(shí)現(xiàn)電流放大功能只能依靠體積大、耗電量大、結(jié)構(gòu)脆弱的電子管。晶體管具有電子管的主要功能，并且克服了電子管的上述缺點(diǎn)，因此在晶體管發(fā)明后，很快就出現(xiàn)了基于半導(dǎo)體的集成電路的構(gòu)想，也就很快發(fā)明出來了集成電路。杰克·基爾比(Jack Kilby)和羅伯特·諾伊斯(Robert Noyce)在1958~1959期間分別發(fā)明了鍺集成電路和硅集成電路。

　　二、集成電路與芯片的主要差異

　　1、結(jié)構(gòu)和組成

　　集成電路通常包含多個(gè)電子組件，如晶體管、電阻器、電容器，這些組件被集成在一塊硅片上。它們的設(shè)計(jì)側(cè)重于完成特定的電子功能，如放大、計(jì)時(shí)或數(shù)據(jù)處理。相比之下，芯片通常指單一功能的集成電路，如微處理器，它們包含數(shù)百萬至數(shù)十億個(gè)晶體管，專門用于執(zhí)行復(fù)雜的計(jì)算任務(wù)。

　　2、制造工藝

　　集成電路的制造涉及光刻、蝕刻、摻雜等多個(gè)步驟，用于在硅片上精確地布置電子組件。而芯片的制造更為復(fù)雜，要求更高的精度和更小的特征尺寸。隨著技術(shù)的進(jìn)步，芯片的制造工藝已經(jīng)發(fā)展到極限尺寸，例如7納米或5納米工藝。

　　3、功能與應(yīng)用

　　集成電路的功能廣泛，從簡單的放大器到復(fù)雜的數(shù)字信號處理器。它們被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中，例如放大器、無線電接收器、電視機(jī)。而芯片，特別是微處理器，主要應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)等高性能計(jì)算設(shè)備中。

　　4、性能參數(shù)對比

　　功率消耗：高性能芯片(如高端微處理器)的功率消耗可能高達(dá)95瓦，而一般的集成電路功率消耗通常在毫瓦級。

　　效率：集成電路在執(zhí)行特定任務(wù)時(shí)通常更高效，因?yàn)樗鼈儽辉O(shè)計(jì)為專門完成這些任務(wù)。而芯片，尤其是通用微處理器，雖然功能強(qiáng)大，但在特定任務(wù)上可能不如專用集成電路高效。

　　成本：集成電路的成本因類型和復(fù)雜性而異，但通常低于專業(yè)芯片。例如，簡單的放大器集成電路可能只需幾美元，而先進(jìn)的微處理器可能成本高達(dá)數(shù)百美元。

　　尺寸和規(guī)格：現(xiàn)代集成電路尺寸通常在幾毫米到幾厘米之間，而芯片尺寸主要受到制造工藝的限制，越是先進(jìn)的芯片，其尺寸越小，集成度越高。

　　壽命：集成電路的壽命通常在數(shù)年至數(shù)十年之間，取決于使用條件和質(zhì)量。芯片的壽命可能受到更頻繁的技術(shù)更新和更高的工作負(fù)載影響。

　　材料：集成電路和芯片都主要使用硅作為基礎(chǔ)材料，但在高性能芯片中，可能會使用更先進(jìn)的材料，如砷化鎵。