b体育芯片，又称微电路（microcircuit）、微芯片（microchip）、集成电路（integrated circuit， IC），是指内含集成电路的硅片，体积很小，常常是计算机或其他电子设备的一部分。

　　芯片（chip）就是半导体元件产品的统称，是 集成电路（IC， integrated circuit）的载体，由晶圆分割而成。

　　半导体（ semiconductor），指常温下导电性能介于导体（conductor）与绝缘体（insulator）之间的材料。如二极管就是采用半导体制作的器件。半导体是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。

　　无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种。

　　物质存在的形式多种多样，固体、液体、气体、等离子体等。我们通常把导电性差的材料，如煤、人工晶体、琥珀、陶瓷等称为绝缘体。而把导电性比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体

　　集成电路（integrated circuit）是一种微型电子器件或部件。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，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。

　　集成电路发明者为杰克·基尔比（基于锗（Ge）的集成电路）和罗伯特·诺伊思（基于硅（Si）的集成电路）。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。

　　集成电路是20世纪50年代后期一60年代发展起来的一种新型半导体器件。它是经过氧化、光刻、扩散、外延、蒸铝等半导体制造工艺，把构成具有一定功能的电路所需的半导体、电阻、电容等元件及它们之间的连接导线全部集成在一小块硅片上，然后焊接封装在一个管壳内的电子器件。其封装外壳有圆壳式、扁平式或双列直插式等多种形式。

　　集成电路技术包括芯片制造技术与设计技术，主要体现在加工设备，加工工艺，封装测试，批量生产及设计创新的能力上。

　　芯片就是芯片，一般是指你肉眼能够看到的长满了很多小脚的或者脚看不到，但是很明显的方形的那块东西。但是，芯片也包括各种各样的芯片，比如基带的、电压转换的等等。

　　处理器更强调功能，指的就是那块执行处理的单元，可以说是MCU、CPU等。

　　集成电路范围要广多了，把一些电阻电容二极管集成到一起就算是集成电路了，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，但是总得来说，这个概念更加偏向于底层的东西。

　　集成电路是指组成电路的有源器件、无源元件及其互连一起制作在半导体衬底上或绝缘基片上，形成结构上紧密联系的、内部相关的事例电子电路。它可分为半导体集成电路、膜集成电路、混合集成电路三个主要分支。

　　芯片（chip）就是半导体元件产品的统称，是集成电路（IC， integrated circuit）的载体，由晶圆分割而成。

　　芯片是集成电路一种简称，其实芯片一词的真正含义是指集成电路封装内部的一点点大的半导体芯片，也就是管芯。严格讲芯片和集成电路不能互换。集成电路就是通过半导体技术，薄膜技术和厚膜技术制造的，凡是把一定功能的电路小型化后做在一定封装的电路形式下的，都可以叫做集成电路。半导体是一种介于良好导体和非良好导体（或说绝缘体）之间的物质。

　　半导体集成电路是将晶体管，二极管等等有源元件和电阻器，电容器等无源元件，按照一定的电路互联，“集成”在一块半导体单晶片上，从而完成特定的电路或者系统功能b体育。

　　在半导体片材上进行浸蚀，布线，制成的能实现某种功能的半导体器件。不只是硅芯片，常见的还包括砷化镓（砷化镓有毒，所以一些劣质电路板不要好奇分解它），锗等半导体材料。

　　半导体也像汽车有潮流。二十世纪七十年代，英特尔等美国企业在动态随机存取内存（D-RAM）市场占上风。但由于大型计算机的出现，需要高性能D-RAM的二十世纪八十年代，日本企业名列前茅。

　　芯片(chip)，又称集成电路（integrated circuit, IC），微芯片（microchip）。是指内含集成电路的硅片，体积很小。一般而言，芯片（IC）泛指所有的半导体元器件，是在硅板上集合多种电子元器件实现某种特定功能的电路模块。它是电子设备中最重要的部分，承担着运算和存储的功能。

　　半导体是导电性介于导体和绝缘体中间的一类物质。与导体和绝缘体相比，半导体材料的发现是最晚的，直到20世纪30年代，当材料的提纯技术改进以后，半导体的存在才真正被学术界认可。

　　半导体主要由四个组成部分组成：集成电路，光电器件，分立器件，传感器，由于集成电路又占了器件80%以上的份额，因此通常将半导体和集成电路等价。

　　按照产品种类又主要分为四大类：微处理器，存储器，逻辑器件，模拟器件。通常我们统称他们为芯片。

　　同学们第一次被物理课本整懵的，怕是「半导体」这个概念了，所以先帮各位的物理老师，来把这个债给还上。

　　我们知道原子外层是有电子的，当原子相互紧密连接，组成固体时，就会有很多电子混到一起。量子力学认为，2 个相同电子没法待在一个轨道上，于是，为了让这些电子不在一个轨道上打架，很多轨道就硬生生分裂成了好几个细轨道。

　　这么多电子的轨道挤在一起，不小心挨得近了，就变成了宽宽的大轨道。在量子力学里呢，这种细轨道，叫能级，而挤在一起，变成的宽轨道呢，就叫做能带。

　　有些宽轨道上挤满了电子，电子跟高峰时间的地铁一样，没法自由移动。而有些宽轨道空旷的很，就像车上还有不少空位置，电子就可自由移动。

　　我来问一个问题，你知道吗为什么有些东西能够导电，有些缺不能呢？这里啊，就可以解释了。电子可以在宽轨道上移动，宏观上就表现为导电，反过来，电子挤满了，动不了，宏观上就表现为不导电。

　　我们把事情说得简单一点，先不提「价带、满带、禁带和导带」这些概念，直接圈重点。

　　有些满轨道和空轨道挨的太近，电子可以毫不费力从满轨道跑到空轨道上，于是就能自由移动，这就是导体半导体。这里多提一嘴，一价金属的导电原理略有不同，它的满轨道上原本就不太满，所以电子不用跑到空轨道也能移动。

　　但很多时候两条宽轨道之间呢，是有空隙的，电子单靠自己是跨不过去的，表现为不导电。但如果空隙的宽度在 5 电子伏特，也就是 5ev 之内，给电子加个额外能量，它也能跨到空轨道上，而且跨过去就能自由移动，表现为导电。这种空隙宽度不超过 5 电子伏特的固体，有时电子能跨过去，有时不能，也就是说，有时导电、有时不导电，所以叫做半导体。

　　如果宽轨道的空隙超过 5ev，那基本就得歇菜，正常情况下电子是跨不过去的，这就是绝缘体。当然，如果你给的能量足够大的线ev 的空隙，50ev 都照样跑过去。比如说空气属于绝缘体，而高压电就能击穿空气，从而形成电流。到这里，

　　由量子力学发展出的能带理论就差不多成型了，能带理论系统地解释了导体、绝缘体和半导体的本质区别，也就是说，这三者取决于满轨道和空轨道之间的间隙。学术点说，取决于价带和导带之间的禁带宽度。这里有个问题，

　　一旦细轨道变少了，能不能挤成宽轨道就不好说了，所以能带理论本质上是一个近似理论，需要很多原子挤在一起，不适用于由少量原子组成的固体。这也是芯片存在发展瓶颈的根本原因。>

　　半导体我们知道是怎么回事了

　　像导体的这种直男性格，是没啥好折腾的b体育，所以多少年了，导线依然是铜线，再怎么折腾都没啥本质变化，而另一个极端的绝缘体，它的遭遇其实也差不多。只有半导体这种暧暧昧昧的性格，

　　最容易搞事情，所以与电子设备相关的如芯片、雷达这些产业，基本都属于半导体产业。说到下面有点烧脑细胞。

　　假设某个固体由 100 个硅原子组成，那么它的满轨道就挤满了 400 个电子，这时电子挤得满满的，无法移动。这时，用 10 个硼原子取代其中 10 个硅原子，硼这类三价元素外层只有 3 个电子，所以这块固体的满轨道就有了 10 个空位。这就相当于在挤满人的公交车上腾出了几个空位子，为电子的移动提供了条件。这种类型的材料，我们叫它 P 型半导体。同理，

　　如果用 10 个磷原子取代 10 个硅原子，磷这类五价元素外层有 5 个电子，因此满轨道上反而又多出了 10 个电子。相当于挤满人的公交车外面又挂了 10 个人，这些人非常容易脱离公交车，这种材料我们叫他 N 型半导体半导体。现在把 PN 这两种半导体面对面，

　　放在一起会怎么样？不用想也知道，挂在公交车外面的 10 个人肯定会跑到另一辆公交车的空位上。也就是说，N 型那些额外的电子必然是往 P 型那些空位上跑去，直到电场平衡为止，这就是大名鼎鼎的「PN 结」。这时候，

　　咱们再加个正向的电压，N 型半导体那些额外的电子就会源源不断跑到 P 型半导体的空位上，电子的移动就是电流，这时的 PN 结就是导电的。如果加个反向的电压呢？

　　让本来就有空位的公交上，再把人往另一辆坐满挂票的人的车上送。那肯定就不容易上车了。而且从 P 型半导体那里再抽电子到 N 型半导体，随着坐挂票的电子越来越多，电场就会不断增强，一直到抵消了外加的电压为止，这时电子就不再继续移动，此时的 PN 结呢，就是不导电的。当然了，

　　这是理论的理想情况，实际上还是会有微弱的电子移动，但跟正向电流相比呢，这个可以忽略不计。说到这里，

　　如果你已经被整晕了，没关系，我用普通人类的语言总结一下：PN 结具有单向导电性，也就是说，电流只能从 A 流向 B，无法从 B 流向 A。我们现在已经有了单向导电的 PN 结，

　　然后呢？把 PN 结两端接上导线，我们就合成了一个重要道具：二极管。>

　　有了二极管

　　通过组合，就能搭出一个电路来。在这个电路里，有两路输入，一路输出，然后就可以实现这么一个功能：只要其中一路输入有电压，输出就有电压，这叫或门电路，或者的或，大门的门。改一改就可以变成这样：

　　必须要两路都输入电压，输出端才会有电压，这叫与门电路。这类电路叫逻辑门电路。现在有了这些逻辑门电路，

　　咱们啊，离芯片就不远了。你可以设计出一种电路，它拥有一大堆的逻辑门电路，有很多输入端和输出端，然后把有电压看作 1，没电压的看作 0，这个电路就可以把一串 1 和 0，变成另一串 1 和 0。一不小心，

　　我们就得到了芯片运算的本质：把一串 1,0，变成另一串 1,0。简单举个例子，

　　某个电路左边 4 根线作为输入，右边 4 根线作为输出，现在左边输入 1010，也就是在第 1 根和第 3 根线上加电压，那么，右边就会输出 0101，也是第 2 根和第 4 根线有电压，这就算完成了一次运算。>

　　我们来玩个稍微复杂一点的局

　　把左边的输入线 根，接上键盘，右边的输出线 根，接上发光管，7 个发光管组成一个数字 8。通过逻辑门电路的巧妙安排，键盘就可以控制发光管的发亮顺序。终于，

　　我们已经搞定了数字是如何显示的！如果你想进行 1+1 的加法运算，其电路的复杂程度就已经超过了 99% 的人的智商了，即便老师我亲自出手，设计的电路运算能力也抵不过一副算盘。直到有一天，

　　有人用 18000 只电子管，6000 个开关，7000 只电阻，10000 只电容，50 万条导线组成了一个超级复杂的电路，诞生了人类第一台计算机。重量呢，挺重的，足足 30 吨，运算能力呢，只有 5000 次每秒，这速度还不及现在手持计算器的十分之一。即便如此，当时的工程师为了安装这堆电路，不知道脑子被搞抽筋了多少回。>

　　接下来的思路就相对简单了

　　把这 30 吨的庞然大物，集成到指甲那么大的地方上去。做成了，它就变成了我们现在说的的芯片。芯片，

　　原料是地球上储量最丰富、最廉价的沙子，也就是二氧化硅，但它的出现，成就了咱们这个星球的科技之巅，从沙子到芯片，最佳逆袭奖颁给它，那可是实至名归！后来，

　　为了把 30 吨的运算电路体积缩小，聪明的工程师们把能扔的东西全扔了，直接在硅片上制作 PN 结和电路。多么的神奇呀！那么，

　　我们可以得到纯度很高的硅。不过这种硅原子排列混乱，会影响电子运动，我们叫它多晶硅吧。把多晶硅熔化了，

　　你想想，如果硅原子之间有一堆杂质，那电子就别想在满轨道和空轨道之间跑顺畅。无论啥东西，

　　纯度越高制造难度越大。用于太阳能发电的高纯硅要求 99.9999%，这玩意儿全世界超过一半是中国产的，早被玩成了白菜价。而芯片用的电子级高纯硅要求 99.999999999%（11 个 9），目前我国几乎全部都需要进口，直到 2018 年江苏的鑫华公司实现了量产，鼓掌!只是目前产量少得可怜，还不及进口的一个零头。不过,鑫华的高纯硅出口到了韩国这个半导体强国，所以他们的品质应该是很不错的。先别高兴，再来一盆冷水，目前他们 30% 的制造设备还得进口。电子级高纯硅的传统霸主依然是德国 Wacker 和美国 Hemlock（

　　就要在晶圆上把成千上万的电路装起来的，干这活的地方呢叫做「晶圆厂」。各位拍拍脑袋仔细想想，

　　想多了，朋友！这可不是修仙，哪怕你到练成御剑飞行，元婴大成，人类还不见得能操纵一个一个原子来组成各种器件呢。晶圆加工的过程相当繁琐，

　　这里我们就先说个大概轮廓，专业人士就别挑刺了。首先我们在晶圆上要涂一层感光材料，

　　这种材料见光就融化，那光从哪里来？当然是光刻机了，光刻机可以用非常精细的光线，在感光材料上刻出图案，让底下的晶圆出来。然后，

　　用等离子体这类东西进行冲刷，部分的晶圆就会被刻出很多沟槽。这套设备就叫刻蚀机。然后，我们再用离子注入机在刻出来的沟槽里掺入磷元素，加热退火处理，就得到了一堆 N 型半导体。完成之后，

　　把晶圆清洗干净，重新涂上感光材料，用光刻机刻图，用刻蚀机刻上沟槽，再用离子注入机撒上硼元素，当当，咱们就有了 P 型半导体。整个过程有点像 3D 打印，

　　一块晶圆上的一个个排列整齐的小方块就是芯片。一块晶圆可以做很多个芯片。芯片放大了看就是成堆成堆的电路，这些电路其最底层都是简单的门电路。他们并不比那台 30 吨重的计算机的电路更高明，但是由于采用了更多的器件，组成了更庞大的电路，其运算性能自然就提高了。在这里有些同学可能会有个疑问：

　　为什么不把芯片做的更大一点呢？这样不就可以安装更多电路了吗？性能不就赶上外国了嘛？这个问题其实很有意思。

　　如果把这些平房都建在一个小区，那串门就很快了，这个小区就是集成电路IC。

　　由于是平房嘛，整个小区扁扁的，呈片状外观，于是IC有了个别称叫芯片，要不然得叫芯块。

　　不过现在的芯片里往往会封装多块IC，包起来之后我们还是看到一块芯片，所以芯片的概念有点多意，毕竟它算是个昵称不算专业术语吧。