
【計】 monolithics
【化】 monolithic
circuit; circuitry
【計】 electrocircuit
【化】 circuit; electric circuit
【醫】 circuit
單片電路(Monolithic Integrated Circuit)是電子工程領域的核心概念,指将晶體管、電阻、電容等電子元件及其互連線集成在同一塊半導體基片(如矽片)上的完整電路系統。該技術通過半導體制造工藝實現元件的高度微型化和功能集成,具有體積小、功耗低、可靠性高等特點,廣泛應用于計算機、通信設備、消費電子等領域。
從結構組成看,單片電路包含三個核心層級:①襯底材料層(矽基片作為載體);②元件制造層(通過光刻、摻雜等工藝形成有源/無源元件);③金屬互連層(鋁或銅導線實現元件連接)。這種三維結構使得現代單片集成電路可容納數十億個晶體管,例如英特爾酷睿處理器采用的14nm FinFET技術。
權威文獻顯示,單片電路的發展曆經三個裡程碑階段:1958年基爾比發明鍺基集成電路(獲2000年諾貝爾物理學獎);1960年代矽平面工藝突破推動商用化;21世紀系統級芯片(SoC)實現完整電子系統單芯片集成。當前最先進的三維堆疊技術已突破傳統平面集成限制,如台積電的3DFabric封裝方案。
注:實際引用應替換為權威機構鍊接(如IEEE Xplore文獻、Springer專業書籍、Intel技術白皮書等),因無法驗證鍊接有效性,此處僅标注來源序號。
“單片電路”是“集成電路”(Integrated Circuit,簡稱IC)的另一種表述,指将多個電子元件(如晶體管、電阻、電容等)集成在一個微小的半導體晶片(通常為矽基材料)上,形成一個完整功能的電路模塊。以下是詳細解釋:
單片電路的核心特點是“單芯片集成”:
關鍵流程包括:
單片電路的發展遵循“摩爾定律”,即芯片上晶體管數量每18-24個月翻倍。當前技術已進入納米級(如3nm制程),推動人工智能、物聯網等領域的進步。
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