集成电路

2018年，中兴危机深深地刺痛了国人的神经。这次危机暴露出的是我们国家的集成电路产业的落后。其中涉及的芯片技术、国际形势我们暂且不去讨论。我们只讨论所谓的集成电路是何物以及它的分类。

①什么是集成电路

集成电路（Integrated Circuit，缩写为IC），也称为集成块、芯片。是指采用一定的工艺，把一个电路中所需的三极管、二极管、电阻、电容、电感等元器件及导线互连在一起，制作在一小块或几小块陶瓷、玻璃或半导体晶片上，然后封装在一起，成为一个能够实现一定电路功能的微型电子器件或部件。

集成电路具有体积小、重量轻、引脚少、寿命长、可靠性高、成本低、性能好等优点，同时还便于大规模生产。用集成电路装配的电子设备，不仅装配密度比三极管装配的电子设备提高了几十倍至几千倍，而且延长了设备的使用寿命。

②集成电路的分类

集成电路的分类方法有很多，按电路结构的不同可分为：模拟集成电路、数字集成电路、混合信号集成电路（模拟处理与数字处理在一个芯片上）。

　　模拟集成电路主要是用来产生、放大和处理各种模拟信号，比如，复读机重放的录音信号就是模拟信号，收音机、电视机接收的音频信号也是模拟信号。模拟集成电路根据功能又分为运算放大器、电压比较器、稳压器等多种。

数字集成电路主要是用来产生、放大和处理各种数字信号，如DVD视盘机重放的音频信号和视频信号。数字集成电路又分为TTL集成电路、HTL集成电路、STTL集成电路、ECL集成电路、CMOS集成电路等多种。

混合信号集成电路把模拟和数字电路集成在一个单芯片上。这类芯片一般具备模拟信号输入/输出以及数字信号处理、数字信号传输等通道。这种电路提供尺寸更小、成本更低。我们研究的单片机就属于混合信号集成电路。

封装

上面我们讲到集成电路内部有很多元器件及导线互连在一起，而我们看到的样子，则是在其外部用外壳进行封装。封装不仅起着安装、固定、密封、保护芯片及增强电热性能等方面的作用，而且还通过芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过PCB（Print Circuit Board印刷电路板）上的导线与其他器件相连接，从而实现内部芯片与外部电路的连接。

因为芯片的材料是主要是Si，在空气中会被氧化形成SiO2，所以必须与外界隔离，以防止空气中的杂质腐蚀芯片电路而造成电气性能下降。另一方面，封装后的芯片也更便于安装和运输。简而言之，封装的作用：1.物理保护。2.电气连接。3.标准规格化。

随着技术的发展，目前有几十种封装形式，根据不同的需要进行选择。以下为常见的几种封装形式：

DIP(dual in-line package)

双列直插式封装。插装型封装之一，引脚从封装两侧引出，封装材料有塑料和陶瓷两种。根据不同的特点又可细分为PDIP、SDIP、SKDIP、CDIP等封装类型。下图为DIP常见封装类型：

SOP封装(Small Outline Packages)

小外形引脚封装，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。下图为SOP常见封装类型：

QFP(Quad Flat Package)封装

四侧引脚扁平封装。表面贴装型封装之一，引脚从四个侧面引出呈海鸥翼(L)型。基材有陶瓷、金属和塑料三种，塑料封装占绝大部分。根据不同的特点又可细分为LQFP、MQFP、TQFP、SQFP、BQFP、PQFP、FQFP等封装类型。下图为QFP常见封装类型：

BGA（Ball Grid Array Package）封装

即球栅阵列封装。随着技术的进步，芯片集成度不断提高，I/O引脚数急剧增加。为了满足发展的需要，厂家采用BGA封装形式，即在印刷基板的背面按陈列方式制作出球形凸点用以代替引脚，在印刷基板的正面装配芯片，然后用模压树脂或灌封方法进行密封。也称为凸点陈列载体(PAC)。引脚可超过200，是多引脚芯片用的一种封装。封装本体也可做得比QFP小。根据不同的特点又可细分为FBGA、PBGA、FCBGA、CBGA等封装类型。下图4-4为BGA常见封装类型：