半导体、集成电路、芯片到底是什么?它们有什么联系和区别呢?
日常生活中常常听到半导体、芯片、集成电路,但是你一定不清楚它们到底有什么区别和联系。
定义
半导体:顾名思义,在常温下导电性既不像导体那样导电性很好,也不像绝缘体那样导电性那么差,就是介于二者之间。常见的有硅、锗、砷化镓。半导体主要由四个组成部分组成:
集成电路、光电器件、分立器件、传感器。 同时形成了三代产品。第一代:以硅、锗为代表
从1954年5月第一颗硅晶体管到今天的微处理器,已有近70年的历史。硅引领了半导体行业的迅速发展,其技术成熟、性价比高,被广泛地应用在集成电路领域。
我国在2000年后,才开始大力发展半导体行业。中兴、华为事件之后,彻底转变了思路,开始走上自主研发之路。
第二代:以砷化镓(GaAs)、锑化铟(InSb)、磷化铟(InP)为主
砷化镓具有高频、高温、低温性能好、噪声小、抗辐射能力强等优点。
锑化铟制造的晶体管具有相对较高的电子迁移率,运算速度将提升50%,消耗功率也将明显下降。
磷化铟具有饱和电子漂移速度高、抗辐射能力强、导热性好、光电转换效率高、禁带宽度高等诸多优点。
砷化镓磷化铟可以制作集成电路衬底、红外探测器、光通信的关键器件等。而磷化铟比砷化镓优势更强,可以开展光纤及移动通信的新产业,同时可以推动卫星通信业向更高频段发展。
第三代:以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)、金刚石为代表
第三代半导体普遍拥有高击穿电场、高饱和电子速度、高热导率、高电子密度、高迁移率、可承受大功率等特点。
这个特点,使其可以用在5G、光伏、新能源汽车、快充等多个领域。
第三代半导体兴起于本世纪,各国的研究水平相差不远,我国处于相对领先地位,如果持续地加大研发投入,或可弯道超车。
集成电路就是把电路小型化的方式,英文名字是integrated circuit,简称IC。 这种方式主要应用在半导体设备上,也包括一小部分被动组件。
其主要是利用光刻、刻蚀技术将晶体管、微型电容、电阻、电感及线路布局在一小块晶圆上,最后进行封装。
集成电路按产品种类分为四大类:微处理器,存储器,逻辑器件,模拟器件。按照电路属性分:模拟集成电路、数字集成电路和混合信号集成电路。
芯片:又称微电路、微芯片、集成电路,是指内含集成电路的硅片,体积很小,常常是手机、电脑等电子设备的一部分。
可以说芯片是集成电路的载体 ,也是集成电路的主要表现方式。 在谈起CPU、GPU、存储器时,我们常把集成电路称作芯片。
集成电路和芯片的区别
1、二者表达侧重点不同。
集成电路侧重于电子电路, 是底层布局,而且范围更加广泛。
我们将几个二极管、三极管、电容、电阻混连在一起,就是集成电路。这个电路可以是模拟信号转换,或者具有放大器功能,也或者是逻辑电路。
芯片更为直观 ,就是我们看到的指甲块大小的、长着几个小脚、正方形或者长方形的物体。
芯片更侧重功能 ,比如:CPU用来信息处理、程序运行;GPU主要是图片渲染;存储器顾名思义,就是用来存储数据的。
2、制作方式不同
芯片制造的原材料是晶圆(硅、砷化镓),然后光刻、掺杂、封装、测试,才能完成芯片的制作。
芯片制造必须要使用到光刻机、刻蚀机等先进的设备。
集成电路所使用的原材料和工艺更加广泛,它只要将完整的电路(包含晶体管、电阻、电容和电感等元件)微缩,通过布线连在一起,制作在半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内。
对于集成电路来说,光刻机、刻蚀机并不是必需品。
3、封装不同
芯片的封装最常见的是DIP封装,也叫双列直插式封装技术,双入线封装。这种封装的引脚数量一般不超过100,间距为2.54毫米。
集成电路被放入保护性封装中,以便于处理和组装到印刷电路板上,并保护设备免受损坏,存在大量不同类型的包。
简单来说,芯片的封装更加规则,方式也更加集中。而集成电路封装大小、形状不同,方式方法也更多。
4、作用不同
芯片是为了封装更多的电路,这样可以增加单位面积晶体管的数量,从而增强性能,增大功能。
集成电路中所有元件在结构上已组成一个整体,使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。
二者都适用摩尔定律。即:价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。这一定律揭示了信息技术进步的速度。
写到最后
半导体的范围十分庞大,它不仅包含了集成电路、芯片,也包含所有的二极管、三极管、晶体管等。
集成电路的范围要大于芯片。尽管很多时候我们把集成电路称作芯片。
总的来说:半导体>集成电路>芯片。
我是科技铭程,欢迎共同讨论!
芯片和半导体难道不是一个东西吗?它俩的区别和联系是什么
初学者可能会被“芯片”和“半导体”两个名词搞混,无法区分它们之间的关系,今天金誉半导体就着重来梳理一下,我们经常讲的芯片和半导体之间有什么联系,又有什么区别。
一、什么是半导体
我们通常把导电性差的材料,如煤、人工晶体、琥珀、陶瓷等称为绝缘体(insulator),而把导电性比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体(conductor),介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体( semiconductor)。而半导体行业常说的“半导体”,所代表的是导电性可受控制的半导体材料,如硅、锗、砷化镓等,这是挑选出来最适合作为半导体材料的几种材质,而“硅”更是在商业应用上最具有影响力的一种。
二、什么是芯片
芯片,又称微电路(microcircuit)、微芯片(microchip)、集成电路(integrated circuit,IC),是指内含集成电路的硅片,通常我们把芯片等同于集成电路。
三、芯片和半导体区别 分类区别: 不同于半导体的材料属性,芯片特指的是半导体材料各种工艺处理后,生产出来的集成电路个体产品,因此芯片是半导体元件产品的统称。这两者在定义上有很大的不同,并通过材料特性联系在一起。
特点不同: 芯片是把电路制造在半导体芯片上的集成电路,它是集成电路的载体,是包括芯片设计技术与制造技术的总和。
功能不同: 芯片是电子技术中实现电路小型化的一种方法,通常是在半导体晶圆的表面制造。如果把半导体比作纸的纤维材料的话,那么集成电路就是纸,芯片就是书。芯片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。
应用领域不同: 芯片主要应用于通信和网络领域,半导体在消费电子、通信系统、医疗仪器等领域有广泛应用。
如今,无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体行业的影响是改革式的发展。现在的几乎所有的电子产品,都和半导体行业产品有着极为密切的关连,今后半导体行业的发展和突破更是影响着人们的日常生活。
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