當(dāng)代高新技術(shù)的發(fā)展-電子信息技術(shù)(編輯修改稿)
2025-03-11 14:37 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 關(guān)鍵技術(shù)：微電子與光電子、軟件、計(jì)算機(jī)和通信 核心和基礎(chǔ) 微電子 電 子 學(xué) 微電子學(xué) 二、微電子技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用 微電子學(xué)： Microelectronics 微電子學(xué) —— 微型電子學(xué) 核心 —— 集成電路 ? 微電子學(xué)（ Microelectronics）： 一門研究集成電路設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試、封裝等全過(guò)程的學(xué)科 ? 半導(dǎo)體（ Semiconductor）： 內(nèi)涵及外延均與微電子類似，是早期的叫法 ? 集成電路 IC（ Integrate Circuit）： 通過(guò)一系列特定的加工工藝，將晶體管、二極管等有源器件和電阻、電容等無(wú)源器件，按照一定的電路互連，“集成”在一塊半導(dǎo)體單晶片（如硅或砷化鎵）上，封裝在一個(gè)外殼內(nèi)，執(zhí)行特定電路或系統(tǒng)功能 ? 芯片（ chip）： 沒有封裝的集成電路，但通常也與集成電路混用，作為集成電路的又一個(gè)名稱 ? 集成系統(tǒng)芯片 SOC（ system on a chip）： 微電子學(xué)和集成電路技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，指在單芯片上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)的功能 微電子技術(shù)的發(fā)展歷史 ? 1947年 12月 23日， W. Schokley領(lǐng)導(dǎo)的貝爾實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)研制出第一個(gè) NPN型 Ge晶體管， 肖力克與布拉頓、巴丁共同獲得 1956年 Nobel物理獎(jiǎng)。 第一塊集成電路 第一個(gè)晶體管 遲到了四十二年的獎(jiǎng) ?1958年美國(guó)德州儀器公司技術(shù)專家杰克 基爾比（ Kilby）發(fā)明第一塊集成電路， 12個(gè)器件， Ge晶片； 2023年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 微電子技術(shù)發(fā)展史上的幾個(gè) 里程碑 ? 1962年 Wanlass—— CMOS技術(shù)；現(xiàn)在集成電路產(chǎn)業(yè)中占 95%以上； ? 1971年： Intel推出 1kb動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（ DRAM），標(biāo)志著大規(guī)模集成電路出現(xiàn)； ? 1971年：全球第一個(gè)微處理器 4004由 Intel公司推出，里程碑式的發(fā)明 ?1978年： 64kb動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器誕生 ， 不足 集成了 14萬(wàn)個(gè)晶體管 ， 標(biāo)志著超大規(guī)模集成電路 （ VLSI） 時(shí)代的來(lái)臨； ?1988年： 16M DRAM（ 主存儲(chǔ)器 ） 問(wèn)世 ， 1平方厘米大小的硅片上集成有 3500萬(wàn)個(gè)晶體管 ， 標(biāo)志著進(jìn)入超大規(guī)模集成電路 （ ULSI）階段； 第一個(gè) CPU： 4004 Pentium III CPU芯 片 ? 不斷提高產(chǎn)品的性能價(jià)格比是微電子技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力 ? 集成電路芯片的 集成度每三年提高 4倍 （ 18個(gè)月翻一番 ） ， 而加工特征尺寸縮小 倍 ， 這就是 摩爾定律 2微電子技術(shù)發(fā)展的規(guī)律 10 G 1 G 100 M 10 M 1 M 100 K 10 K 1 K K 1970 1980 1990 2023 2023 芯片上的體管數(shù)目 ? 微處理器性能每三年翻兩番 微處理器的性能 100 G 10 G Giga 100 M 10 M Mega Kilo 1970 1980 1990 2023 2023 Peak Advertised Performance (PAP) Moore’s Law Real Applied Performance (RAP) 41% Growth 8080 8086 80286 80386 80486 Pentium PentiumPro 集成電路技術(shù)是近 50年來(lái)發(fā)展最快的技術(shù) 按此比率下降，小汽車 價(jià)格不到 1美分 年份特征參數(shù)1 9 5 9 1 9 7 0 1 9 7 1 2 0 0 0 比率設(shè)計(jì)規(guī)則 ? m 25 8 0 .1 8 1 4 0電源電壓VDD( 伏）5 5 1 .5 3硅片直徑尺寸（ mm ）5 30
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