1什么是集成电路？
IntegratedCircuit，英文为integrated circuit，缩写为IC；笑电脑是集成了一定数量的常用电子元件，如电阻、电容、晶体管等，具有特定功能的电路。以及这些组件之间通过半导体技术的连接。
集成电路分类
功能结构
集成电路又称IC，根据功能和结构的不同，可分为模拟集成电路、数字集成电路和数模混合集成电路。
模拟集成电路，也称为线性电路，用于产生、放大和处理各种模拟信号(振幅随时间变化的信号)。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3G手机、数码相机、电脑CPU、数字电视的逻辑控制以及播放的音视频信号)。
制造工艺
集成电路根据制造工艺可以分为半导体集成电路和薄膜集成电路。
薄膜集成电路分为厚膜集成电路和薄膜集成电路。
整合水平
集成电路可分为：
SSIC小规模集成电路
MSIC中规模集成电路公司
LSIC大规模集成电路公司
超大规模集成电路
超大规模集成电路(UL专用集成电路)
GSIC超大规模集成电路也被称为超大规模集成电路或千兆规模集成电路。
导电类型
根据导电类型，集成电路可以分为双极集成电路和单极集成电路，它们都是数字集成电路。
双极集成电路制造工艺复杂，功耗高，这意味着有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等类型的集成电路。单极集成电路制造工艺简单，功耗低，易于制成大规模集成电路，代表了CMOS、NMOS、PMOS等类型的集成电路。
使用
集成电路可分为电视、音响、DVD播放机、录像机、计算机(微型计算机)、电子琴、通讯、照相机、遥控器、语言、报警器和各种专用集成电路。
应用领域
集成电路根据应用领域可分为标准通用集成电路和专用集成电路。
根据外观
根据形状，集成电路可分为圆形(金属外壳晶体管封装型，一般适用于大功率)、扁平型(稳定性好，体积小)和双列直插式。
3集成电路的工作原理
集成电路是一种微型电子器件或元件。通过采用某种工艺，电路中所需的元件和布线，如晶体管、电阻、电容、电感等。互连在一起，制作在一个或几个小的半导体晶片或介质基片上，然后封装在管壳中，成为具有所需电路功能的微结构；所有元件在结构上已经形成一个整体，这使得电子元件朝着小型化、低功耗、智能化和高可靠性迈出了一大步。
集成电路的结构和组成
(1)纸上集成电路
一般我们从上到下了解集成电路，更容易理解，也更有条理。
1)系统级
以手机为例。整个手机是一个复杂的电路系统。它可以打电话、玩游戏、听音乐和哔哔声。它由多个芯片、电阻、电感和电容相互连接而成，称为系统级。(当然，随着技术的发展，在芯片上制作整个系统的技术已经出现很多年了。——SoC技术)
2)模块级
整个系统分为多个功能模块。有的管理电源，有的负责通讯，有的负责显示，有的负责语音，有的负责整体计算，等等。我们称之为模块级。这个模块中的每一个模块都是一个宏大的领域，汇聚了无数人类智慧的结晶，养活了众多公司。
3)寄存器传输阶段(RTL)
那么每个模块由什么组成呢？以占整个系统很大比重的数字电路模块(专门负责逻辑运算，处理的电信号是离散的0和1)为例。它由寄存器和组合逻辑电路组成。
所谓寄存器，就是一种可以临时存储逻辑值的电路结构，它需要一个时钟信号来控制逻辑值的存储时间。
现实中我们需要一个时钟来测量时间，电路也需要一个时钟信号来统筹安排。时钟信号是周期稳定的矩形波。现实中，以秒为单位的运动是我们的基本时标，电路中矩形波振荡的一个周期就是他们世界的时标。根据这个时间尺度，电路元件相应地行动并履行它们的义务。
组合逻辑是许多“与”、“或”和“非”逻辑门的组合。例如，两个串联的灯泡，每个灯泡都有一个开关，只有当两个开关都打开时才会亮起，这称为“与”逻辑。
一个复杂的功能模块由许多寄存器和组合逻辑组成。这一级称为寄存器传输级。
图中的三角形加一。
个圆圈是一个非门，旁边的器件是一个寄存器，D是输入，Q是输出，clk端输入时钟信号。4）门级
寄存器传输级中的寄存器其实也是由与或非逻辑构成的，把它再细分为与、或、非逻辑，便到达了门级（它们就像一扇扇门一样，阻挡/允许电信号的进出，因而得名）。
5）晶体管级
无论是数字电路还是模拟电路，到最底层都是晶体管级了。所有的逻辑门（与、或、非、与非、或非、异或、同或等等）都是由一个个晶体管构成的。因此集成电路从宏观到微观，达到最底层，满眼望去其实全是晶体管以及连接它们的导线。
早期的时候双极性晶体管（BJT）用的比较多，俗称三极管。它连上电阻、电源、电容，本身就具有放大信号的作用。像堆积木一样，可以用它构成各种各样的电路，比如开关、电压/电流源电路、上面提到的逻辑门电路、滤波器、比较器、加法器甚至积分器等等。由BJT构建的电路我们称为TTL（Transistor-TransistorLogic）电路。BJT的电路符号长这个样子：
后来金属-氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的出现，以优良的电学特性、超低的功耗横扫IC领域。除了模拟电路中BJT还有身影外，基本上现在的集成电路都是由MOS管组成的了。同样的，由它也可以搭起来成千上万种电路。而且它本身也可以经过适当连接用来作电阻、电容等基本电路元件。MOSFET的电路符号如下：
如上所述，在实际工业生产中，芯片的制造，实际上就是成千上万个晶体管的制造过程。
现实中制造芯片的层级顺序就要反过来了，从最底层的晶体管开始一层层向上搭建。
基本上，按照“晶体管-》芯片-》电路板”的顺序，我们最终可以得到电子产品的核心部件——电路板。
（2）IC的制造
想直接看芯片制造的可以直接空降至此。
下文中的光刻机主要指步进式和扫描式光刻机。
1）首先我们知道，光刻的大致流程是，一个晶圆（wafer）（通常直径为300mm）上涂一层光刻胶，然后光线经过一个已经刻有电路图案（pattern）的掩膜版（maskorreTIcle）照射到晶圆上，晶圆上的光刻胶部分感光（对应有图案的部分），接着做后续的溶解光刻胶、蚀刻晶圆等处理。然后再涂一层光刻胶，重复上述步骤几十次，以达到所需要求；
2）简化结构请看下图。掩膜版和晶圆各自安装在一个运动平台上（reTIclestageandwaferstage）。光刻时，两者运动到规定的位置，光源打开。光线通过掩膜版后，经过透镜，该透镜能够将电路图案缩小至原来的四分之一，然后投射到晶圆上，使光刻胶部分感光。
3）一块晶圆上有很多die，每一个die上都刻有相同的电路图案，即一块晶圆可以出产很多芯片。一个die典型的尺寸是26&TImes;32mm。光刻机主要有两种，一种叫做stepper，即掩膜版和晶圆上的某一个die运动到位后，光源开、闭，完成一次光刻，然后晶圆运动使得下一个die到位，再进行一次光刻，依此类推。而另一种光刻机叫做scanner，即光线被限制在一条缝的区域内，光刻时，掩膜版和晶圆同时运动，使光线以扫描的方式扫过一个die的区域，从而将电路图案刻在晶圆上（见下图（b））。scanner比stepper的优势在于，可以提供更大的die的尺寸。其原因在于，对于一个固定尺寸的圆透镜，比如直径32mm的圆（指投射后的区域大小），其允许透过的光线的区域尺寸是受限的。若采用stepper的step-and-expose方式进行光刻，一个die的区域必须能被包含在直径32mm的圆中，因此能获得的最大的die的尺寸为22×22mm；若采用scanner的step-and-scan方式，透镜能够提供的矩形区域长度可以到26mm（26×8mm）甚至更长，将光缝设置为这个尺寸，使用扫描的方式便可以获得26×Lmm的区域（L为扫描长度）。区域示意见下图（a）。同样的透镜在stepper下可以实现更大区域的意义在于，kndwt需要生产尺寸较大的芯片的时候，换一个更大的透镜的费用是昂贵的。
4）Scanner的step-and-scan过程的示意图如下：
5）为了使每层的电路相互之间不发生干涉，需要对上下平台进行精密运动控制。扫描时上下平台应处于匀速运动阶段。目前最小的层叠误差小于2nm（单个机器内）或3nm（不同机器间）。
6）光源的波长一般为365、248、193、157甚至13.5nm（EUV，ExtremeUltraviolet）。因为光刻过程受到衍射限制，光源波长越小，能够做出的芯片尺寸就越小。
7）在透镜和晶圆之间加入折射率大于1的液体（如水），可以减小光线波长，从而提高NA（数值孔径）和分辨率。这种光刻机叫浸润式（immersion）光刻机。
8）世界上做高端光刻机的厂家主要有ASML、Nikon和Canon。佳能大概已经不行了。Nikon每年开个会叫做LithoVision。
5集成电路的封装形式
（1）SOP小外形封装
SOP，也可以叫做SOL和DFP，是一种很常见的元器件形式。同时也是表面贴装型封装之一，引脚从封装两侧引出呈海鸥翼状（L字形）。封装材料分塑料和陶瓷两种。始于70年代末期。
SOP封装的应用范围很广，除了用于存储器LSI外，还输入输出端子不超过10-40的领域里，SOP都是普及最广泛的表面贴装封装。后来，为了适应生产的需要，也逐渐派生出SOJ、SSOP、TSSOP、SOIC等一些小外形封装。
(2)PGA插针网格阵列封装
PGA芯片封装形式常见于微处理器的封装，一般是将集成电路（IC）包装在瓷片内，瓷片的底部是排列成方形的插针，这些插针就可以插入获焊接到电路板上对应的插座中，非常适合于需要频繁插波的应用场合。对于同样管脚的芯片，PGA封装通常要比过去常见的双列直插封装需用面积更小。
PGA封装具有插拨操作更方便，可靠性高及可适应更高的频率的特点，早期的奔腾芯片、InTel系列CPU中的80486和Pentium、PentiumPro均采用这种封装形式。
(3）BGA球栅阵列封装
BGA封装是从插PGA插针网格阵列改良而来，是一种将某个表面以格状排列的方式覆满引脚的封装法，在运作时即可将电子讯号从集成电路上传导至其所在的印刷电路板。在BGA封装下，在封装底部处引脚是由锡球所取代，这些锡球可以手动或透过自动化机器配置，并透过助焊剂将它们定位。
BGA封装能提供比其他如双列直插封装或四侧引脚扁平封装所容纳更多的接脚，整个装置的地步表面可作为接脚使用，比起周围限定的封装类型还能具有更短的平均导线长度，以具备更加的高速效能。
（4）DIP双列直插式封装
所谓DIP双列直插式封装，是指采用双列直插形式封装的集成电路芯片，绝大多数中小规模集成电路IC均采用这种封装形式，其引脚数一般不超过100个。采用DIP封装的CPU芯片有两排引脚，需要插入到具有DIP结构的芯片插座上。DIP封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小心，以免损坏引脚。