集成电路和微电子学

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1、集成电路和微电子学姓名：朱传明班级：过控11-1学号：201101041029集成电路（IntegratedCircuit，简称IC）：一半导体单晶片作为基片，采用平面工艺，将晶体管、电阻、电容等元器件及其连线所构成的电路制作在基片上所构成的一个微型化的电路或系统。微电子是研究电子在半导体和集成电路中的物理现象、物理规律，病致力于这些物理现象、物理规律的应用，包括器件物理、器件结构、材料制备、集成工艺、电路与系统设计、自动测试以及封装、组装等一系列的理论和技术问题。微电子学研究的对象除了集成电路以外，还包括集成电子器件、集

2、成超导器件等。集成电路的优点：体积小、重量轻;功耗小、成本低；速度快、可靠性高；微电子学是一门发展极为迅速的学科，高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微电子学发展的方向；衡量微电子技术进步的标志要在三个方面：一是缩小芯片器件结构的尺寸，即缩小加工线条的宽度；而是增加芯片中所包含的元器件的数量，即扩大集成规模；三是开拓有针对性的设计应用。微电子技术的发展历史1947年晶体管的发明；到1958年前后已研究成功一这种组件为基础的混合组件；1958年美国的杰克基尔比发明了第一个锗集成电路。1960年3月基尔比所在的德州仪器公司宣布

3、了第一个集成电路产品，即多谐振荡器的诞生，它可用作二进制计数器、移位寄存器。它包括2个晶体管、4个二极管、6个电阻和4个电容，封装在0.25英寸*0.12英寸的管壳内，厚度为0.03英寸。这一发明具有划时代的意义，它掀开了半导体科学与技术史上全新的篇章。1960年宣布发明了能实际应用的金属氧化物—半导体场效应晶体管。1962年生产出晶体管——晶体管逻辑电路和发射极耦合逻辑电路；由于MOS电路在高度集成和功耗方面的优点，70年代，微电子技术进入了MOS电路时代；随着集成密度日益提高，集成电路正向集成系统发展，电路的设计也日益

4、复杂、费事和昂贵。实际上如果没有计算机的辅助，较复杂的大规模集成电路的设计是不可能的。微电子发展状态与趋势微电子也就是集成电路，它是电子信息科学与技术的一门前沿学科。中国科学院王阳元院士曾经这样评价：微电子是最能体现知识经济特征的典型产品之一。在世界上，美国把微电子视为他们的战略性产业，日本则把它摆到了“电子立国”的高度。可以毫不夸张地说，微电子技术是当今信息社会和时代的核心竞争力。　我国集成电路设计企业现已形成了近百家的产业规模，其中具备一定设计规模的单位有20多家，留学海外，学有所成，回国创业的海外学子已成为CAD行业

5、的一支重要力量。除独资设计公司外，国有集成电路设计公司2000年的总销售额超过了10亿元，其中北京华大、北京大唐微电子、杭州士兰公司和无锡矽科4家设计公司的销售额超过了1亿元。目前，国内每年设计的集成电路品种超过300种，大部分设计公司的技术水平在0.8~1.5微米之间，最高设计水平可达0.13微米。中国主要的高科技城市一直盯着集成电路(IC)设计产业。如果说在2000年和2001年他们争夺的是台湾芯片加工服务厂(foundry)的8英寸芯片生产线西移项目的话(当然，这种竞争至今仍在继续)。那么从2001年下半年至今，他们

6、争夺的则是国家科技部的青睐--科技部手里捏着一顶名叫“国家级集成电路设计产业化基地”的桂冠，谁获发一顶受益无穷。目前，我国集成电路产业已具备了一定的发展基础，初步形成了由8个芯片生产骨干企业，十几家封装厂、几十家设计公司、若干个关键材料及专用设备仪器制造厂组成的产业群体，并初步形成了电路设计、芯片制造和电路封装三业并举的局面。中国半导体产业发展从产业热土的长江三角洲，到市场繁华的珠江三角洲，从长于研发的北方，到人才集聚的西部，有人把这种产业布局，比喻是一只正在起飞的娇燕。其中长江三角洲是燕头，京津环渤海湾地区和珠江三角洲是

7、双翅，而西部是燕尾。中国的IC产业正是以这种燕子阵形的区域格局向前推进。现在我国微电子发展的主要特点是：（1）在技术创新上已取得新的突破；（2）产业结构不断优化；（3）企业规模不断扩大，技术水平迅速提高。2.发展趋势自从IC诞生以来，IC芯片的发展基本上遵循了Intel公司创始人之一的GordonE.Moore1965年预言的摩尔定律。该定律说：芯片上可容纳的晶体管数目每18个月便可增加一倍，即芯片集成度18个月翻一番，这视为引导半导体技术前进的经验法则。换句话说，工艺技术的进展对IC集成度的提高起到乘积的效果，使得每个芯

8、片可以集成的晶体管数急剧增加，其CAGR—累计平均增长率达到每年58%，即三年四番（1.583=4）。第一，将以硅基ＣＭＯＳ电路为主流工艺。微电子技术发展的目标是不断地提高集团系统的性能及性价比，因此要求提高芯片的集成度，这是不断缩小半导体器件特征尺寸的动源泉。以ＭＯＳ技术为例，沟道长度缩小可以提高集成