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《微電子技術(shù)的發(fā)展》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、什么是集成電路和微電子學(xué)集成電路(IntegratedCircuit,簡(jiǎn)稱IC):一半導(dǎo)體單晶片作為基片,采用平面工藝,將晶體管、電阻、電容等元器件及其連線所構(gòu)成的電路制作在基片上所構(gòu)成的一個(gè)微型化的電路或系統(tǒng)。微電子技術(shù)微電子是研究電子在半導(dǎo)體和集成電路中的物理現(xiàn)象、物理規(guī)律,病致力于這些物理現(xiàn)象、物理規(guī)律的應(yīng)用,包括器件物理、器件結(jié)構(gòu)、材料制備、集成工藝、電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)、自動(dòng)測(cè)試以及封裝、組裝等一系列的理論和技術(shù)問題。微電子學(xué)研究的對(duì)象除了集成電路以外,還包括集成電子器件、集成超導(dǎo)器件等。集
2、成電路的優(yōu)點(diǎn):體積小、重量輕;功耗小、成本低;速度快、可靠性高;微電子學(xué)是一門發(fā)展極為迅速的學(xué)科,高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微電子學(xué)發(fā)展的方向;衡量微電子技術(shù)進(jìn)步的標(biāo)志要在三個(gè)方面:一是縮小芯片器件結(jié)構(gòu)的尺寸,即縮小加工線條的寬度;而是增加芯片中所包含的元器件的數(shù)量,即擴(kuò)大集成規(guī)模;三是開拓有針對(duì)性的設(shè)計(jì)應(yīng)用。微電子技術(shù)的發(fā)展歷史1947年晶體管的發(fā)明;到1958年前后已研究成功一這種組件為基礎(chǔ)的混合組件;1958年美國(guó)的杰克基爾比發(fā)明了第一個(gè)鍺集成電路。1960年3月基爾比所在的德州
3、儀器公司宣布了第一個(gè)集成電路產(chǎn)品,即多諧振蕩器的誕生,它可用作二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、移位寄存器。它包括2個(gè)晶體管、4個(gè)二極管、6個(gè)電阻和4個(gè)電容,封裝在0.25英寸*0.12英寸的管殼內(nèi),厚度為0.03英寸。這一發(fā)明具有劃時(shí)代的意義,它掀開了半導(dǎo)體科學(xué)與技術(shù)史上全新的篇章。1960年宣布發(fā)明了能實(shí)際應(yīng)用的金屬氧化物—半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(metal-oxide-semiconductorfieldeffecttransistor,MOSFET)。1962年生產(chǎn)出晶體管——晶體管邏輯電路和發(fā)射極耦合邏輯電路
4、;由于MOS電路在高度集成和功耗方面的優(yōu)點(diǎn),70年代,微電子技術(shù)進(jìn)入了MOS電路時(shí)代;隨著集成密度日益提高,集成電路正向集成系統(tǒng)發(fā)展,電路的設(shè)計(jì)也日益復(fù)雜、費(fèi)事和昂貴。實(shí)際上如果沒有計(jì)算機(jī)的輔助,較復(fù)雜的大規(guī)模集成電路的設(shè)計(jì)是不可能的。微電子發(fā)展?fàn)顟B(tài)與趨勢(shì)微電子也就是集成電路,它是電子信息科學(xué)與技術(shù)的一門前沿學(xué)科。中國(guó)科學(xué)院王陽(yáng)元院士曾經(jīng)這樣評(píng)價(jià):微電子是最能體現(xiàn)知識(shí)經(jīng)濟(jì)特征的典型產(chǎn)品之一。在世界上,美國(guó)把微電子視為他們的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),日本則把它擺到了“電子立國(guó)”的高度??梢院敛豢鋸埖卣f,微電子技
5、術(shù)是當(dāng)今信息社會(huì)和時(shí)代的核心競(jìng)爭(zhēng)力。在我國(guó),電子信息產(chǎn)業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱性產(chǎn)業(yè),作為支撐信息產(chǎn)業(yè)的微電子技術(shù),近年來在我國(guó)出現(xiàn)、崛起并以突飛猛進(jìn)的速度發(fā)展起來。微電子技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和綜合國(guó)力的重要標(biāo)志。1.微電子發(fā)展?fàn)顟B(tài)1956年五校在北大聯(lián)合創(chuàng)建半導(dǎo)體專業(yè):北京大學(xué)、南京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、吉林大學(xué)、廈門大學(xué)。1982年:成立電子計(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路領(lǐng)導(dǎo)小組80年代:初步形成三業(yè)(制造業(yè)、設(shè)計(jì)業(yè)、封裝與測(cè)試業(yè))分離狀態(tài)到2001年12月29日深圳獲批為止,科技部依次批準(zhǔn)了
6、上海、西安、無(wú)錫、北京、成都、杭州、深圳共7個(gè)國(guó)家級(jí)IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)化基地。我國(guó)國(guó)產(chǎn)IC約占世界半導(dǎo)體銷售額的1%,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)滿足率不到20%。要發(fā)展我國(guó)的IC產(chǎn)業(yè),IC設(shè)計(jì)是當(dāng)務(wù)之急,而核心技術(shù)的實(shí)現(xiàn)依賴的是高水平IC設(shè)計(jì)人才。集成電路(IC)的生產(chǎn)制造可分為三個(gè)過程:IC設(shè)計(jì)、IC制造、IC封裝和成品測(cè)試。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),根據(jù)全國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)集成電路設(shè)計(jì)分會(huì)在2002年10月的統(tǒng)計(jì),國(guó)內(nèi)從事集成電路設(shè)計(jì)的公司(或組織)約390家,2002年底己超過400家,目前己達(dá)600家。而在2000年底這一數(shù)
7、字僅為100家左右。但是相對(duì)雨后春筍般誕生的設(shè)計(jì)公司,設(shè)計(jì)人才特別是高級(jí)人才的極度匱乏成為日益突出的大問題:一些新開辦的設(shè)計(jì)單位,公司注冊(cè)了、牌子也掛了,卻到處找不到高水平的設(shè)計(jì)師,虛位以待的情況比比皆是。更糟糕的是由于設(shè)計(jì)師的緊缺,導(dǎo)致了各用人單位之間對(duì)這類人才的惡性爭(zhēng)奪。集成電路設(shè)計(jì)是資金密集型、技術(shù)密集型和智力密集型的高科技產(chǎn)業(yè),其中資金和技術(shù)均可以通過一些方式全面引進(jìn),但I(xiàn)C設(shè)計(jì)人才必須以自己培養(yǎng)為主,這已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)人士的共識(shí)。賽迪顧問認(rèn)為,隨著IC設(shè)計(jì)人才供需矛盾的日益突出,應(yīng)采用各種
8、手段大力鼓勵(lì)不同途徑的IC設(shè)計(jì)教育和培訓(xùn),除高等院校的正規(guī)教育外,國(guó)家應(yīng)尤其鼓勵(lì)工業(yè)界和科研界聯(lián)合運(yùn)作教育和培訓(xùn)項(xiàng)目。借助政府、高校、EDA廠商、IC設(shè)計(jì)企業(yè)以及整機(jī)企業(yè)等各方面力量,合作、交流、培訓(xùn)等多種方式相結(jié)合,為我國(guó)IC設(shè)計(jì)業(yè)培養(yǎng)不同層次的IC人才,是集成電路的發(fā)展至關(guān)重要的智力資源保障。最近幾年,很多國(guó)外公司和臺(tái)灣公司把生產(chǎn)線建到了上海。隨著我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的加速發(fā)展,由國(guó)家支持成立了以北京、上海為龍頭的7個(gè)國(guó)家級(jí)產(chǎn)業(yè)化基地,各地也出現(xiàn)了一大批集成電路企業(yè),其中約600家是集成電路設(shè)計(jì)