什么是集成电路（IC）？
01现代集成电路：设计与构建
在过去的半个世纪里，IC 以更快的速度、更大的容量和更小的尺寸取得了巨大的进步。
与早期相比，今天的 IC 复杂得令人难以置信，能够在单个小块材料上容纳数十亿个晶体管和其他组件。现代 IC 都是一体的，各个组件直接嵌入硅晶体中，而不是简单地安装在硅晶体上。
一个 IC 依赖于多个抽象层次。构成 IC 的半导体晶片很脆弱，并且在其许多层之间包含许多复杂的连接。这些晶片的组合称为裸片。
由于单个芯片上有数百万或数十亿个组件，因此无法单独定位和连接每个组件。芯片太小，无法焊接和连接。取而代之的是，设计人员使用专用编程语言来创建小型电路元件并将它们组合起来，从而逐步增加芯片上组件的尺寸和密度，以满足应用需求。
这些 IC 被“封装”起来，将精致而微小的芯片变成一个黑色芯片，现在构成了数百种设备的基础，包括：
电脑
手机和 智能手机
汽车和飞机
放大器
网络交换机
其他电子设备：洗衣机、烤面包机、微波炉、电视机等。
02集成电路的种类
IC 可以是线性（模拟）、数字或两者的某种组合，具体取决于它们的预期应用。
模拟或线性 IC 具有连续可变的输出，具体取决于输入信号电平。理论上，这样的 IC 可以达到无限多个状态。对于这种 IC 类型，输出信号电平是输入信号电平的线性函数。理想情况下，当瞬时输出与瞬时输入作图时，该图显示为一条直线。
模拟 IC 通常只使用很少的组件并且非常简单。
线性 IC 用作音频 ( AF ) 和射频 ( RF ) 放大器。运算放大器（op amp）是这些应用中的常见器件。模拟 IC 的另一个常见应用是温度传感器。可以对线性 IC 进行编程，以便在信号达到特定值时打开或关闭各种设备。这些包括：
空调
加热器
烤箱
与模拟 IC 不同，数字 IC 不能在连续的信号幅度范围内工作。相反，它们仅在几个定义的（离散的）级别或状态下运行。数字 IC 的基本构建块是逻辑门，它处理二进制数据，即只有两种不同状态的信号，称为低（逻辑 0）和高（逻辑 1）。
数字 IC 现在用于越来越多的应用，包括：
电脑
企业网络
调制解调器
频率计数器
甲混合IC既包括模拟和数字设计原则。它可以用作：
数模转换器
模数转换器
时钟/定时器IC
03微处理器和集成电路
微处理器是最复杂的 IC 类型，每秒能够执行数十亿次操作。在计算设备中，微处理器包含运行计算机的中央处理单元 (CPU) 或专门用于渲染图像和视频的图形处理单元 ( GPU )。单个微处理器包含数十亿个互连的晶体管，每个晶体管都根据时钟指令执行特定的逻辑功能。
当时钟改变状态时，晶体管执行它们被编程执行的逻辑功能（例如，计算）。时钟的频率决定了这些功能的速度。
微处理器还包含不同类型的预定存储位置或存储信息的寄存器：
永久寄存器：存储各种操作的预编程指令。
临时寄存器：存储要操作的数字和操作的结果。
计数器：包含下一条指令的内存地址。
堆栈指针：包含放入堆栈内存的最后一条指令的地址。
内存地址寄存器：包含要处理的数据的位置（地址）。
IC让我们的生活无限美好。与 1940 年代开发的第一台计算机相比，现代笔记本电脑的功能强大数千倍，体积约小 100 倍。的ENIAC约为作为大3至4的双层巴士和RAN 18000真空管。