ch1微電子產(chǎn)業(yè)概述(已修改)
2025-05-11 03:02 本頁面
【正文】 為什么要學習該課程？ 理由很簡單 自從 1998年以來，電子工業(yè)是世界上規(guī)模最大的工業(yè)，其全球銷售量超過一萬億美元。而半導(dǎo)體器件正是此工業(yè)的基礎(chǔ)。另外，要更深入地了解電子學的相關(guān)課程，擁有半導(dǎo)體器件的最基本的知識是必要的，它也可以使你對現(xiàn)代這個由電子技術(shù)發(fā)展而來的信息時代有所貢獻。 1980－ 2022年的全球國民生產(chǎn)總值（ WGP）及電子、汽車、半導(dǎo)體和鋼鐵工業(yè)的銷售量，并外插此曲線到 2022年止 半導(dǎo)體工業(yè)的核心是什么？ 從上圖中可以得知： 電子工業(yè)和半導(dǎo)體工業(yè)已經(jīng)超過傳統(tǒng)的鋼鐵工業(yè)、汽車工業(yè)，成為 21世紀的高附加值、高科技的產(chǎn)業(yè)。電子工業(yè)的高速發(fā)展依賴于半導(dǎo)體工業(yè)的快速提高，而在半導(dǎo)體工業(yè)中其核心是集成電路（ 電集成、光集成、光電集成 ），集成電路在性能、集成度、速度等方面的快速發(fā)展是以半導(dǎo)體物理、半導(dǎo)體器件、半導(dǎo)體 制造工藝的發(fā)展為基礎(chǔ)的。 核心是： 集成電路 【 Integrated Circuit： IC】 通過一系列特定的平面制造工藝，將晶體管、二極管等有源器件和電阻、電容等無源器件，按照一定的電路互連關(guān)系，“集成”在一塊半導(dǎo)體單晶片上，并封裝在一個保護外殼內(nèi)，能執(zhí)行特定的功能復(fù)雜電子系統(tǒng)。 半導(dǎo)體器件物理為其提供了基礎(chǔ)知識，是半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展平臺。 IC的戰(zhàn)略地位 集成電路的戰(zhàn)略地位首先表現(xiàn)在當代國民經(jīng)濟的“食物鏈”關(guān)系。 進入信息化社會的判據(jù)：半導(dǎo)體產(chǎn)值占工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的 %。 據(jù)美國半導(dǎo)體協(xié)會（ SIA）預(yù)測 電子信息服務(wù)業(yè) 30萬億美元 相當于 1997年全世界 GDP總和 電子裝備 68萬億元 集成電路產(chǎn)值 1萬億美元 GDP≈ 50萬億美元 2022年 中國 IT企業(yè)與 Intel公司利潤的比較 銷售額 利潤 利潤率 I n te l 公司 294 億美元 73 億 美元 2 4 . 8 % 我國中關(guān)村一家很著名的以計算機銷售生產(chǎn)為主的 IT 企業(yè) 200 億人民幣 5 億 人民幣 2 . 5 % 我國的 VCD 產(chǎn)業(yè) 2% 同樣 ， TI公司的技術(shù)創(chuàng)新 ， 數(shù)字信號處理器 （ DSP） 使它的利潤率比諾基亞高出 10個百分點 。 ? 幾乎所有的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)與微電子技術(shù)結(jié)合，用集成電路芯片進行智能改造，都可以使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)重新煥發(fā)青春； ? 全國各行業(yè)的風機、水泵的總耗電量約占了全國發(fā)電量的 30%，僅僅對風機、水泵采用變頻調(diào)速等電子技術(shù)進行改造，每年即可節(jié)電 500億度以上，相當于三個葛洲壩電站的發(fā)電量 (157億度 /年 )； ? 固體照明工程，對白熾燈進行高效節(jié)能改造，并假設(shè)推廣應(yīng)用 30%，所節(jié)省的電能相當于三座大亞彎核電站的發(fā)電量 (139億度 /年 )。 微電子對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的滲透與帶動作用 對信息社會的重要性 ? Inter基礎(chǔ)設(shè)施 ?☆ 各種各樣的網(wǎng)絡(luò)：電纜、光纖 (光電子 )、無線 ... ? 路由和交換技術(shù)：路由器、交換機、防火墻、網(wǎng)關(guān) ... ?終端設(shè)備： PC、 NetPC、 WebTV ... ?網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)軟件： TCP/IP、 DNS、 LDAP、DCE ... ? Inter服務(wù) ? 信息服務(wù) : 極其大量的各種信息 ? 交易服務(wù) : 高可靠、高保密 ... ? 計算服務(wù) : “網(wǎng)絡(luò) 微電子產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略重要性 2020年世界最大的 30個市場領(lǐng)域：其中與微電子相關(guān)的 22個市場： 5萬億美元 （ Nikkei Business 1999） 是否回答你的疑問？ 市場 銷售額 （ 10 億美元） 市場 銷售額 （ 10 億美元） 手提數(shù)據(jù)通訊 * 630 超薄顯示器 * 170 個人電腦 * 470 IC 卡 * 165 移動電話服務(wù) * 380 地面微波廣播 * 160 C P U * 300 DNA 生物芯片 160 數(shù)據(jù)存儲產(chǎn)品 * 270 多用途通訊設(shè)備 * 155 磁存儲 * 250 半導(dǎo)體設(shè)備 * 150 電子商務(wù) * 250 電力交通工具 150 網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù) * 230 墻壁式超薄電視 * 145 高密度磁存儲 * 230 移動電話 * 140 系統(tǒng)集成芯片 * 210 直接引入 工具 140 家庭醫(yī)療設(shè)備 * 210 I T S 設(shè)備 140 互聯(lián)網(wǎng) * 200 DNA 加工食品 135 有線電視 * 200 液晶顯示器 * 120 智能傳輸系統(tǒng) 190 仿制品 1 15 代理軟件 * 180 燃油汽車 1 10 第 1章 微電子產(chǎn)業(yè)概論 引言 硅片 :制造集成電路的基本半導(dǎo)體材料是圓形硅單晶薄片，稱為 硅片 （業(yè)界俗稱 晶圓片 或 晶圓 Silicon Wafer）。 芯片 :在硅片制造廠，由硅片生產(chǎn)的半導(dǎo)體產(chǎn)品，稱為 芯片或 微芯片 (Chip)。 微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展史 真空電子管的發(fā)明 放大電子信號的 真空三極管 是由 Lee De Forest于 1906年發(fā)明的。真空三極管由三個部件構(gòu)成，在一個抽空氣體的玻璃容器中分別封入兩個電極（陰極和屏極）和一個柵極。為了使部件不被燒毀，同時還要保證電子能夠在電極間的傳輸，必須采用真空無線電通信、一種相對新的材料，稱為硅的單晶體，在 20世紀初曾被用于將無線電通信訊號從交流轉(zhuǎn)換為直流。 半導(dǎo)體材料 ? 從狹義上來講： 微電子工業(yè)中的半導(dǎo)體材料主要是指：鍺 （ Ge
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