현대 사회에서 전자 제품은 어디에나 있으며 우리 삶의 모든 측면에 통합되었습니다. 다양한 전자 장치는 다른 기능을 가지고 있지만 모두 의존합니다.통합 회로. 통합 회로는 반도체 웨이퍼의 여러 구성 요소와 배선을 통합하는 마이크로 전자 장치입니다. 포장 후, 기능 구조를 형성하여 소형화 등에 대한 전자 부품의 개발을 촉진합니다.
통합 회로 (IC) 란 무엇입니까?
an통합 회로 (IC짧은 경우)는 통합 회로라고도하는 경우, 다중 전자 부품 (예 : 다이오드, 트랜지스터, 저항 등)을 단일 칩에 통합하여 완전한 회로 시스템을 형성하는 것을 나타냅니다. 통합 회로의 출현으로 인해 회로의 설계 및 제조가보다 편리하고 효율적이었습니다. 동시에 회로 비용을 크게 줄이고 현대 전자 기술의 개발을 촉진했습니다.
통합 회로 (IC)는 무엇을합니까?
Integrated Circuit (IC)은 많은 전자 구성 요소를 작은 반도체 칩에 통합하는 기술입니다. 리소그래피 기술이 사용되며 자외선은 부품을 동시에 기판에 인쇄하는 데 사용됩니다. 이는 이산 구성 요소보다 더 효율적이고 비용이 낮으며 성능이 더 안정적입니다.
IC는 중요한 이점이 있습니다.
기능 통합은 회로 설계를 유연하고 컴팩트하게 만듭니다.
설계 및 제조를 촉진하여 전자 제품의 빠른 개발을 돕습니다.
제품을 가볍고 휴대용으로 만들어 볼륨을 줄입니다.
비용을 낮추고 가격 경쟁력을 향상시킵니다.
성능을 향상시키고 데이터 전송 및 처리 속도를 높입니다.
신뢰성을 높이고 고장 속도를 줄입니다.
IC 제조의 진화
통합 회로의 개발 이력 (IC, 통합 회로)은 현대 전자 기술의 역사에서 중요한 장입니다. 전자 제품의 소형화를 가속화 할뿐만 아니라 많은 산업에서 혁신을위한 자극을 제공합니다.
초기 단계 (1950 년대 후반 - 1960 년대 초): 그 전에 전자 장치는 부피가 큰 진공 튜브에 의존했습니다. 1947 년 트랜지스터의 발명은 소형화를 가능하게했다. 트랜지스터가 널리 사용되었지만, 여러 개별 구성 요소가 여전히 필요했습니다. 1958 년 미국의 Texas Instruments의 Jack Kilby는 최초의 통합 회로를 발명하여 트랜지스터, 저항기 및 커패시터와 같은 여러 전자 구성 요소를 작은 칩에 통합했습니다. 이는 전자 기술의 주요 혁명으로 기기를보다 작고 효율적으로 만들었습니다.
상업화 및 개발 (1960 년대 중반 - 1970 년대 초): 1961 년에 최초의 상업용 통합 회로가 도입되었습니다. 그 후 인텔은 통합 회로 제품을 출시하여 기술의 광범위한 적용을 촉진했습니다. 1965 년 인텔의 창립자 인 Gordon Moore는 "Moore 's Law"를 제안했으며, 이는 통합 회로의 트랜지스터 수가 약 18 개월마다 두 배로되어 통합 회로 및 마이크로 프로세서의 개발을위한 지침 원칙이되었습니다.
마이크로 프로세서의 출생 및 대중화 (1970 년대 중반 - 1980 년대 초): 1971 년 인텔은 최초의 마이크로 프로세서 인 4004 프로세서를 시작했는데, 이는 컴퓨터의 중앙 처리 장치 (CPU)를 단일 칩에 통합 한 최초의 통합 회로였으며 컴퓨터의 소형화 및 대중화를위한 기초를 세웠습니다. 1970 년대 후반, 마이크로 프로세서 기술의 성숙함으로 개인용 컴퓨터 (PC)가 등장하기 시작했으며 통합 회로는 점차적으로 사람들의 일상 생활에 들어와 정보 기반 사회의 도착을 강력하게 홍보했습니다.
기술 도약 (1990 년대 - 2000 년대 초): 반도체 기술의 지속적인 진전으로 인해 미크론 레벨에서 나노 미터 수준으로 진화하여 통합 회로의 제조 공정이 점점 정제되고 있습니다. 이를 통해 단일 칩은 더 많은 기능을 통합하고 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다. 1990 년대에 모바일 통신 및 소비자 전자 제품의 빠른 개발로 통합 회로는 점차적으로 SOC (System-on-A-Chip)를 향해 진화하여 더 많은 기능을 단일 칩에 통합하고 스마트 폰 및 태블릿과 같은 장치에서 널리 사용됩니다.
현재 상황 (2010 년대 이후): 통합 회로의 제조 공정은 7Nm 및 5nm와 같은 나노 미터 레벨 스테이지에 들어갔다. 통합 회로의 성능과 효율성은 지속적으로 개선되고 있으며 칩이 점점 더 빨라지고 전력 소비가 낮아지고 있습니다. 새로운 세대 마이크로 프로세서, GPU (그래픽 처리 장치) 등은 인공 지능, 빅 데이터, 클라우드 컴퓨팅 및 자율 주행과 같은 최첨단 필드에 널리 사용됩니다. 앞으로 통합 회로는 양자 컴퓨팅, 딥 러닝 및 5G 커뮤니케이션과 같은 분야에서 지속적인 기술 개발을 주도하는 분야에서 계속 중요한 역할을 할 것입니다. 트랜지스터의 간단한 통합에서 오늘날의 고성능 및 소형 칩으로 시작하여 통합 회로의 개발은 전자 장치의 대중화와 기술 혁신을 크게 촉진했습니다. 초기 컴퓨터에서 오늘날의 스마트 폰, 자율 주행 차량 등에 이르기까지 통합 회로는 어디에나 있으며 현대 기술의 초석이되었습니다.
통합 회로의 유형
통합 회로(ICS)는 스케일, 기능, 응용 프로그램 및 기술을 포함한 여러 관점에서 분류 할 수 있습니다. 통합 회로를위한 몇 가지 일반적인 분류 방법은 다음과 같습니다.
기능 별 분류
디지털 통합 회로: 마이크로 프로세서, 메모리 및 로직 게이트 어레이와 같은 개별 디지털 신호를 처리합니다.
아날로그 통합 회로: 작동 증폭기, 오디오 증폭기 및 아날로그 스위치와 같은 연속 아날로그 신호를 처리합니다.
혼합 - 신호 통합 회로: 아날로그-디지털 변환기 (ADC) 및 DAC (Digital-to-Analog Converter)와 같은 디지털 및 아날로그 신호를 동시에 처리합니다.
전력 통합 회로: 전원 관리 칩 및 모터 드라이버와 같은 고전류 하중을 제어하고 구동하는 데 사용됩니다.
응용 프로그램 별 분류
범용 통합 회로: 일반 목적 논리 게이트, 카운터 및 레지스터와 같은 광범위한 용도가있는 표준 회로.
응용 프로그램 별 통합 회로 (ASICS): 이미지 프로세서 및 통신 칩과 같은 특정 응용 프로그램을 위해 설계된 회로.
System-on-A-Chip (Soc): 프로세서, 메모리 및 주변 장치를 포함하여 완전한 전자 시스템의 기능을 통합하는 회로.
무선 주파수 통합 회로 (RFICS): 무선 통신을위한 고주파 회로, 예 : RF 트랜시버 및 주파수 신디사이저.
기술 별 분류
양극성 통합 회로: 고속이지만 상대적으로 높은 전력 소비가 특징 인 양극 트랜지스터를 사용하십시오.
금속 - 산화물 - 반도체 (MOS) 통합 회로: 저전력 소비와 높은 통합이 특징 인 MOS 트랜지스터를 사용하십시오.
보완 금속 - 산화물 - 반도체 (CMOS) 통합 회로: N- 타입 및 P 형 MOS 트랜지스터를 결합하고 현재 가장 일반적으로 사용되는 통합 회로 기술입니다.
바이폴라 CMO (Bicmos) 통합 회로: 양극성 및 CMOS 기술을 결합하여 속도와 저전력 소비의 장점이 있습니다. 이러한 분류 방법을 결합하여 통합 회로의 유형과 특성을보다 정확하게 설명 할 수 있습니다.
IC 포장 유형
IC 칩의 포장 방법은 칩을 핀 장착 하우징으로 캡슐화하여 회로 보드에 쉽게 연결하는 것을 의미합니다. 다른 포장 방법은 다양한 응용 시나리오 및 비용 요구 사항에 적합합니다. 일반적인 IC 패키징 유형은 다음과 같습니다.
홀 포장
이중 인라인 패키지 (DIP): 핀은 패키지의 양쪽에서 직선 배열로 주도되고 핀을 통해 회로 보드에 삽입됩니다. 간단한 구조와 저렴한 비용이 있으며 수동 납땜에 적합하지만 대량, 핀이 제한적이며 간섭 방지 성능 저하가 열악합니다.
핀 그리드 어레이 (PGA): 칩 내부와 외부에 여러 개의 사각형 배열 핀이 있으며 칩 주위에 간격으로 배열되어 2-5 개의 원으로 배열 될 수 있습니다. 플러그 앤 플레이 작업에는 편리하고 신뢰성이 높으며 더 높은 주파수에 적응할 수 있지만 다층 PCB의 배선에 영향을 미칩니다.
표면 - 마운트 포장작은 아웃 라인 패키지 (SOP): 핀은 양쪽에서 나오며 PCB에 직접 납땜 될 수있는 평평한 패키지입니다. SMT 설치 및 배선에 적합하며, 기생충 매개 변수 감소 및 고주파 응용 분야의 높은 신뢰성.
쿼드 플랫 패키지 (QFP): 핀은 4면에서 꺼지고 작은 인덕턴스가있는 수평 직선이며 더 높은 주파수에서 작동 할 수 있습니다. 소량, 조밀 한 핀 및 우수한 간섭 성능을 가지며 고밀도 회로 응용 프로그램에 적합합니다.
플라스틱 리드 칩 캐리어 (PLCC): J- 모양의 핀이있는 플라스틱 포장 칩 캐리어. 칩 캐리어 패키지를 사용하여 시스템의 통합 회로를 교체하는 데 편리합니다.
리드리스 세라믹 칩 캐리어 (LCC): 핀은 세라믹 패키지의 4면에 내장되어 접촉을 통해 전이되며 때로는 CLCC라고도합니다. 캐리어 구조 및 핀 모양이 약간 수정되면 소켓 없이도 PCB에 직접 납땜 될 수 있습니다.
다른 포장볼 그리드 어레이 (BGA): 높은 핀 밀도, 우수한 진동 저항 및 우수한 열전도율로 볼 모양의 솔더 볼을 통해 칩과 회로 보드를 연결합니다. CPU 및 GPU와 같은 고속 및 고밀도 응용에 적합합니다.
칩 스케일 패키지 (CSP): 칩은 외부 핀이 거의없는 작은 기판에 직접 포장됩니다. 매우 작고 가벼우 며 핸드 헬드 장치 및 임베디드 시스템과 같이 최소화가 필요한 애플리케이션에 적합합니다.
Quad Flat No- 리드 (QFN): 패키지의 4면은 전극 접점으로 구성됩니다. 핀이 없기 때문에 핀 장착 영역은 QFP의 핀보다 작고 높이는 QFP의 높이보다 낮습니다. 그것은 작은 크기, 우수한 열 소산 및 우수한 전기 성능의 특성을 가지고 있으며, 고속 및 고주파 IC에 적합합니다.
PCB와 IC는 무엇입니까?
통합 회로는 일반적으로 칩의 통합을 나타냅니다. 마더 보드의 North-Bridge 칩과 CPU 내부와 같은 구성 요소를 모두 통합 회로라고하며 원래 이름은 "통합 블록"이기도합니다. 반면에 PCB는 우리가 일반적으로 보는 회로 보드를 말하며 보드에서 칩을 인쇄하고 납땜하는 데에도 사용됩니다. 둘 사이의 관계 이해 : 통합 회로 (IC)는 PCB에 납땜된다. PCB는 통합 회로 (IC)의 캐리어입니다. 간단히 말해서, 통합 회로는 일반 목적 회로를 칩에 통합합니다. 전체적이며 내부적으로 손상되면 칩도 손상됩니다. 그러나 PCB를 사용하면 구성 요소의 자체 고안을 허용하고 구성 요소가 손상되면 교체 할 수 있습니다.
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