绝缘体

什么是半导体什么是集成电路什么是芯片

发布时间:2023/11/28 17:54:48   
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本文已在知乎首发,是在回答问题时所创作。现在又插入一些图片,并稍做修改和整理,最终形成此文。

半导体(semiconductor)是指导电特性介于导体和绝缘体之间,原子核最外层电子的易失和易得几率相等,容易做成PN结的材料。比如“硅(Si)”、“锗(Ge)”等材料。

有时也用“半导体”来特指具有PN结的电子元器件。包括:二极管、三极管、MOS管(场效应管)、可控硅、放大器、与或非门等等,也包括那些主要以半导体元件构成的复杂零部件。

集成电路(integratedcircuit,简称IC)指把实现某项功能或多项功能的大部分电路集成到一个整体封装中,以一个零件的形式出现在电子产品电路中。集成电路可以由半导体组成,也可以由半导体以外的零件组成。比如主板上的网络变压器,就是由几组磁芯线圈组成,但也属于集成电路。

芯片(Chip)是集成电路的子集,主要由半导体元件构成。成千上万甚至几亿个微小的半导体元件被设计制造在一片或多片基板上,然后封装成一个片状集成电路就是我们现在所说的芯片。芯片里面不全是半导体,也会内置少量的电阻、电容等其它元件。

在集成电路规模不是很大的时候,已经在用IC这个名词了,那个时候集成电路的引脚数量不多,多的也就两排引脚,所以人们已经习惯了把那些小规模的集成电路叫作IC。

后来集成电路规模非常大了,表面积也越来越大,两排引脚已经无法满足要求,改成四边引脚,甚至在集成电路底部引出一排排一列列的引脚。集成电路的厚度并没有增加多少,形成薄薄的片状,厂商就把这种集成电路叫作Chip,应该是“片子”的意思,后来我们翻译过来就成为芯片了。

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半导体、集成电路、芯片都是非常宽泛的名词,他们之间有着千丝万缕的联系。半导体是购成芯片的基本材料;芯片是半导体最复杂的应用之一;芯片是集成电路的子集;集成电路中可以包含各类半导体元器件。他们之间的关系大至如下图所示。

习惯上,人们把体积较小的小规模集成电路称为IC,对应中文“集成电路”;把表面积较大的片状大规模集成电路称为Chip,对应中文为“芯片”。我觉得这个“习惯”多少有点不太合理,所以小规模集成电路我都不翻译成中文,直接用"IC"表示。

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