微電子課件第一講(編輯修改稿)
2025-08-31 16:16 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 C的心臟 晶體管數(shù)： 29000 摩爾定律（ CPU的發(fā)展） Intel 80286 CPU 1982年 晶體管數(shù)： 120220 時鐘頻率： 10/ 摩爾定律（ CPU的發(fā)展） Intel 80386 CPU 分布時間： 1985 工藝： HNMOS 晶體管數(shù)： 時鐘頻率： 20～ 40MHz 摩爾定律（ CPU的發(fā)展） Intel 80486 CPU 時間： 1989 工藝：BiCMOS 晶體管數(shù)：118萬 時鐘頻率：33～ 100Mhz 摩爾定律（ CPU的發(fā)展） Intel Pentium CPU 分布日期： 1992年 10月 工藝： BiCMOS 晶體管數(shù)： 310萬 時鐘頻率： 66/60～ 120Mhz 摩爾定律（ CPU的發(fā)展） Intel PentiumPro CPU 分布日期： 1995年 11月 工藝： 晶體管數(shù)： 550萬 時鐘頻率： 150~200 Mhz 摩爾定律（ CPU的發(fā)展） Intel Pentium II CPU 分布日期： 1997年 5月 工藝： 晶體管數(shù)： 750萬 時鐘頻率： 233～ 450 Mhz 摩爾定律（ CPU的發(fā)展） Intel Pentium III CPU 分布日期： 1999年 2月 工藝： CMOS 晶體管數(shù)： 2400萬 時鐘頻率： 450～ 1000 Mhz 摩爾定律（ CPU的發(fā)展） 分布時間： 2022年 11月 工藝： CMOS 晶體管數(shù)： 4200萬 時鐘頻率： ~ 摩爾定律總結(jié) 集成電路迅速發(fā)展的原因（摩爾） ? 特征尺寸不斷縮小，大約每三年縮小 2 倍； ? 芯片面積不斷增大，大約每三年增大 ； ? 器件和電路結(jié)構(gòu)的不斷改進。 √ 集成電路的發(fā)展總結(jié) ? 1968年起，對 IC 研究的學術(shù)成果論文超過了對鋼鐵的研究論文，人類進入 “ 硅器時代 ” 。 ? 硅是地球上除氧以外含量最豐富的元素，但它現(xiàn)在已經(jīng)成為知識創(chuàng)新的載體，價值千金。這是典型的 “ 點石成金 ” 。 ? 2022年：以集成電路為基礎(chǔ)的電子信息產(chǎn)業(yè)成為世界第一大產(chǎn)業(yè)。 ? 至少在今后 50年，微電子技術(shù)仍會高速發(fā)展。 石器時代 （ 35000年 ） 3000BC 銅器時代 （ 1800年 ） 1200BC 0 1968DC 鐵器時代 （ 3200年 ） 硅器時代 微電子的特點總結(jié) ? 微電子學：電子學的一門分支學科 ? 微電子學以實現(xiàn)電路和系統(tǒng)的集成為目的 ， 故實用性極強 。 ? 微電子學中的空間尺度通常是以微米(?m, 1?m＝ 10－ 6m)和納米 (nm, 1nm = 109m)為單位的 。 ? 微電子學是信息領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)學科 . 微電子的特點總結(jié) ? 微電子學是一門綜合性很強的邊緣學科。 ? 涉及了固體物理學、量子力學、熱力學與統(tǒng)計物理學、材料科學、電子線路、信號處理、計算機輔助設(shè)計、測試與加工、圖論、化學等多個學科； ? 微電子學是一門發(fā)展極為迅速的學科，高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微電子學發(fā)展的方向； ? 微電子學的滲透性極強，它可以是與其他學科結(jié)合而誕生出一系列新的交叉學科，例如微機電系統(tǒng) (MEMS)、生物芯片等； 我國微電子發(fā)展概況 1. 我國微電子學的歷史 1956年五校在北大聯(lián)合創(chuàng)建半導體專業(yè)：北京大學、南京大學、復(fù)旦大學、吉林大學、廈門大學。教師：黃昆、謝希德（女）、高鼎三、林蘭英（女）；學生：王陽元、許居衍、陳星弼、秦國剛 … 2022年 9月成立 9個 國家 IC人才培養(yǎng)基地 ? 北大、清華、復(fù)旦、浙大、西電、上交大、成電、東南、華中科大 人才培養(yǎng) :北大，清華，復(fù)旦大學，浙江大學，西安交通大學，上海交通大學，華中科技大，電子科技大，西安電子科技大 ,華南理工大學 ,哈爾濱工業(yè)大學 ,西北工業(yè)大學 ,上海同濟大學 ,北京航空航天大學 ,東南大學。 15個 IC人才培養(yǎng)基地 Peking University 1982年：成立電子計算機和大規(guī)模集成電路領(lǐng)導小組 80年代：初步形成三業(yè)分離狀態(tài) ? 制造業(yè)、設(shè)計業(yè)、封裝與測試業(yè) 到 2022年 12月 29日深圳獲批為止，科技部依次批準了上海、西安、無錫、北京、成都、杭州、深圳共 7個 國家級 IC設(shè)計產(chǎn)業(yè)化基地 。除了這 7個城市外，據(jù)悉還有武漢、長沙、哈爾濱、珠海等多個城市申請，但未獲批準。 集成電路產(chǎn)業(yè)由集成電路 設(shè)計 、 芯片加工 、 封裝與測試 三大部分組成。 隨著 IC設(shè)計的重要性的凸顯及我國 IC設(shè)計大環(huán)境的改善， IC設(shè)計企業(yè)規(guī)模小、水平較低等，日益成為困擾我國 IC業(yè)發(fā)展的難題，其中，IC高級設(shè)計人才的匱乏成為尚處于起步階段的我國集成的最突出的難題。雖然我國每年約有40萬理工科大學生畢業(yè)以及數(shù)千名從海外回國的技術(shù)人員，但其中真正與 IC設(shè)計相關(guān)的專業(yè)人才卻非常有限。我國是一個集成電路（ IC）的 “ 消費大國 ” ，但同時又是一個 IC的 “ 生產(chǎn)小國 ” 。 北京 上海 無錫 杭州 深圳 西安 成都 全國共有 7個 IC產(chǎn)業(yè)化基地 設(shè)計業(yè)已經(jīng)有 典型產(chǎn)品出現(xiàn)：嵌入式 CPU:方舟 ,龍芯 . GPU: 中星微 (世界市場份額 40%) IC卡 : 華大 ,清華同方 ,大唐等 .國內(nèi)市場 10億件 … 我國國產(chǎn) IC約占世界半導體銷售額的 1％，國內(nèi)市場滿足率不到 20％。要發(fā)展我國的 IC產(chǎn)業(yè)， IC設(shè)計是當務(wù)之急，而核心技術(shù)的實現(xiàn)依賴的是高水平 IC設(shè)計人才。 前些年我國的電子產(chǎn)品雖然發(fā)展很快，但幾乎所有國產(chǎn)大型家用電器的關(guān)鍵芯片、國產(chǎn)手機的核心芯片、國產(chǎn)計算機的主要芯片，大都不是國產(chǎn)的，不是我國設(shè)計師設(shè)計的。其中的原因是，在集成電路（ IC）領(lǐng)域里最能體現(xiàn)核心競
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