什么是集成電路（IC）？
01現代集成電路：設計與構建
在過去的半個世紀里，IC 以更快的速度、更大的容量和更小的尺寸取得了巨大的進步。
與早期相比，今天的 IC 復雜得令人難以置信，能夠在單個小塊材料上容納數十億個晶體管和其他組件。現代 IC 都是一體的，各個組件直接嵌入硅晶體中，而不是簡單地安裝在硅晶體上。
一個 IC 依賴于多個抽象層次。構成 IC 的半導體晶片很脆弱，并且在其許多層之間包含許多復雜的連接。這些晶片的組合稱為裸片。
由于單個芯片上有數百萬或數十億個組件，因此無法單獨定位和連接每個組件。芯片太小，無法焊接和連接。取而代之的是，設計人員使用專用編程語言來創建小型電路元件并將它們組合起來，從而逐步增加芯片上組件的尺寸和密度，以滿足應用需求。
這些 IC 被“封裝”起來，將精致而微小的芯片變成一個黑色芯片，現在構成了數百種設備的基礎，包括：
電腦
手機和 智能手機
汽車和飛機
放大器
網絡交換機
其他電子設備：洗衣機、烤面包機、微波爐、電視機等。
02集成電路的種類
IC 可以是線性（模擬）、數字或兩者的某種組合，具體取決于它們的預期應用。
模擬或線性 IC 具有連續可變的輸出，具體取決于輸入信號電平。理論上，這樣的 IC 可以達到無限多個狀態。對于這種 IC 類型，輸出信號電平是輸入信號電平的線性函數。理想情況下，當瞬時輸出與瞬時輸入作圖時，該圖顯示為一條直線。
模擬 IC 通常只使用很少的組件并且非常簡單。
線性 IC 用作音頻 ( AF ) 和射頻 ( RF ) 放大器。運算放大器（op amp）是這些應用中的常見器件。模擬 IC 的另一個常見應用是溫度傳感器。可以對線性 IC 進行編程，以便在信號達到特定值時打開或關閉各種設備。這些包括：
空調
加熱器
烤箱
與模擬 IC 不同，數字 IC 不能在連續的信號幅度范圍內工作。相反，它們僅在幾個定義的（離散的）級別或狀態下運行。數字 IC 的基本構建塊是邏輯門，它處理二進制數據，即只有兩種不同狀態的信號，稱為低（邏輯 0）和高（邏輯 1）。
數字 IC 現在用于越來越多的應用，包括：
電腦
企業網絡
調制解調器
頻率計數器
甲混合IC既包括模擬和數字設計原則。它可以用作：
數模轉換器
模數轉換器
時鐘/定時器IC
03微處理器和集成電路
微處理器是最復雜的 IC 類型，每秒能夠執行數十億次操作。在計算設備中，微處理器包含運行計算機的中央處理單元 (CPU) 或專門用于渲染圖像和視頻的圖形處理單元 ( GPU )。單個微處理器包含數十億個互連的晶體管，每個晶體管都根據時鐘指令執行特定的邏輯功能。
當時鐘改變狀態時，晶體管執行它們被編程執行的邏輯功能（例如，計算）。時鐘的頻率決定了這些功能的速度。
微處理器還包含不同類型的預定存儲位置或存儲信息的寄存器：
永久寄存器：存儲各種操作的預編程指令。
臨時寄存器：存儲要操作的數字和操作的結果。
計數器：包含下一條指令的內存地址。
堆棧指針：包含放入堆棧內存的最后一條指令的地址。
內存地址寄存器：包含要處理的數據的位置（地址）。
IC讓我們的生活無限美好。與 1940 年代開發的第一臺計算機相比，現代筆記本電腦的功能強大數千倍，體積約小 100 倍。的ENIAC約為作為大3至4的雙層巴士和RAN 18000真空管。