集成电路发展历程及发展情况
思瀚产业研究院    2024-06-13

集成电路是一种微型电子器件，简称“芯片”，是指通过采用一定的工艺，将电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容、电感等元件通过布线互联，制作在半导体晶片或介质基片上，然后封装在管壳内，成为具有所需电路功能的微型电子器件。

初期集成电路的构想即来源于如何将多个电子元件和连线集成在一小块载体上，保障其性能的同时缩小整体电路的体积。

1947 年美国贝尔实验室第一个晶体管的出现使这种想法成为了可能，放大电流从此不再依赖体积大、耗电量大、结构脆弱的电子管。

1958 年 9 月12 日，美国德克萨斯州达拉斯市德州仪器公司的实验室里，工程师杰克•基尔比成功地实现了把电子器件集成在一块半导体材料上的构想，开创了电子技术历史的新纪元，标志着世界从此进入到了集成电路的时代。集成电路具有体积小、重量轻、寿命长和可靠性高等优点，同时成本低廉，便于大规模生产。

在近 50 年的时间里，集成电路在设计思路、生产工艺、市场应用上不断升级与创新，逐步渗透到消费电子、高端制造、网络通讯、家用电器、物联网等国民经济和社会发展的诸多领域。

集成电路的上游产业主要提供芯片设计所需要的自动化软件（EDA）、搭建系统级芯片所需的功能模块（半导体 IP）和后续制造环节的原材料（如硅片、导电胶）和仪器设备等。

集成电路的形成主要历经 IC 设计、晶圆制造、封装与测试过程。其中，IC 设计系根据终端市场的需求设计开发各类芯片产品，指按照特定的布线方法，将晶体管、电阻、电容等元器件在一块较小的单晶硅片上集合成完整的电子电路的整个设计并形成版图的过程；IC 设计水平的高低决定了芯片的功能、性能及成本，因此对企业的研发水平、技术积累和资金实力均提出了较高的要求。

晶圆制造主要是通过 IC 设计形成的版图文件生产掩模，并通过光刻、掺杂、溅射、刻蚀等过程，将掩模上的电路图形复制到硅片上，从而在晶圆基片上形成电路。

芯片封装环节是将通过测试的经加工的晶圆进行切割、焊线、封装等，实现芯片电路与外部器件的电气连接的同时，保护芯片免受物理、化学等环境因素造成的损伤，增强芯片的散热性能。测试环节主要是对封装完毕的芯片进行功能和性能测试及筛选。最终生产的芯片将直接或经由经销商到达下游终端厂商进行系统应用。

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