半导体、集成电路与芯片之简介与辨析

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2022-10-15 09:00:00 3

半导体、集成电路与芯片这三个名词大家或多或少都听说过，有时会同时出现，三者分别指的是什么？它们之间有什么联系？又有什么区别？本文简要地做一下介绍和辨析。

半导体

半导体（英文名semiconductor）是一种材料学上的概念，它指的是“常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料”。导电性是物质的基本属性，根据导电性能的高低，可以把物质分为导体、半导体和绝缘体。导体的导电性能最好，常见的比如铁、铜等金属以及石墨等非金属。绝缘体的导电性能最差，常见的比如塑料、陶瓷、晶体等。而半导体的导电性能则位于两者之间。根据历史发展，可以将目前所研究的半导体材料分成三代。*代半导体材料主要是指硅（Si）、锗元素（Ge）半导体材料；第二代半导体材料主要是指化合物半导体材料，如砷化镓（GaAs）、锑化铟（InSb）；三元化合物半导体，如GaAsAl、GaAsP；还有一些固溶体半导体，如Ge-Si、GaAs-GaP；玻璃半导体（又称非晶态半导体），如非晶硅、玻璃态氧化物半导体；有机半导体，如酞菁、酞菁铜、聚丙烯腈等。第三代半导体材料主要以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氧化锌（ZnO）、金刚石、氮化铝（AlN）为代表的宽禁带半导体材料。

集成电路

集成电路（英文名integrated circuit，也称IC）是一种微型电子器件或元件。集成电路是1950年代末和1960年代发展起来的一种新型半导体器件，其使用一定的工艺将电路中所需的晶体管、电阻、电容、电感等元器件和布线相互连接起来，制作在一块或几块小的半导体晶片或介质基板上，然后将它们封装在一个封装中，成为具有所需电路功能的微结构。集成电路的分类方法很多，依照电路属模拟或数字，可以分为：模拟集成电路、数字集成电路和混合信号集成电路（模拟和数字在一个芯片上）。

芯片

芯片（英文名chip）通常与集成电路混用，大多数场合下这两个词表达的含义相同（相似的称呼还有微电子电路、微芯片等），但是严格来说这两个词仍然是有区别的。*，集成电路的范围更广，把一些电阻电容二极管集成到一起就算是集成电路了，它可能是一块模拟信号转换的芯片，也可能是一块逻辑控制的芯片；第二，制作方式有所不同，芯片使用单晶硅晶圆(或III-V族，如砷化镓)用作基层，然后使用光刻、掺杂、CMP等技术制成MOSFET或BJT等组件，再利用薄膜和CMP技术制成导线，如此便完成芯片制作，而集成电路则需采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内；第三，两者强调的侧重点不同，芯片更多指的是一种器件、一种物质，而集成电路则更多指的是一种电路、一种结构。

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