信號完整性分析課件ic發(fā)展簡史(編輯修改稿)
2025-03-16 16:55 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 這就是創(chuàng)業(yè)初期的樣子），第一個硅片終于出來了，但是 不工作。問題是一些簡單的加工錯誤。在 1971年， Intel 4004，第一款 4位微處理器誕生了， 4004是一個包含 3個晶片的晶片組：具有 2KBit的 ROM芯片， 320Bit的 RAM芯片和一個 4位的處理器， 每個芯片都采用 16管腳的 DIP封裝。 4004處理器一共使用了 2,300個晶體管，適用 PMOS硅柵工藝， 10μm的最小線寬， 108KHz時鐘輸入， 芯片（ DIE）的面積為。但是 Intel并不擁有 4004的所有權(quán)，直到后來 Busi要求降低采購價格的時候， Intel 才乘機(jī)拿回對該技術(shù)的所有權(quán)。到 1972年， Faggin和 Shima（已經(jīng)加入Intel）一起開發(fā)了 80088位微處理器以取代 4004。 1974 年， Intel發(fā)布了第一款商業(yè)上極為成功的微處理器 8080。 ? 1972 發(fā)明數(shù)字信號處理器（ DSPDigital Signal Processor） Westinghouse的 John Murtha等人申報了題為 Programmable Digital Signal Processor的專利，專利不僅闡述了 DSP還描述了 saturation arithmetic，這是一個直到今天在 DSP處理器中都普遍存在、防止溢出的關(guān)鍵概念。 1974年這個專利獲得授權(quán)，專利號： US 3,812,470。 1972 具有比例縮放特性 MOS晶體管（ MOSFET Scaling） 1970年， IBM在尋求一種技術(shù)以降低 RAM的成本，從而使 RAM的 Bit成本降低到磁存儲的 Bit成本以下。 Dale Critchlow的項目組被要求將每 Bit的成本降低到一毫分的水平。在 IBM向 Critchlow匯報小組由 Bob Dennard管理，小組包括 Fritz Gaensslen和 Larry Kuhn等人，開發(fā)單管的 DRAM是很好的選擇，但是對 Cell的尺寸要作很大的縮減（Shrink）才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)性能要求。 Critchlow和 Dennard決定將當(dāng)時的 5μm工藝縮減（Shrink）到 1μm。 Dennard和 Gaensslen推導(dǎo)出定常電場的比例縮減定律及其極限。最著名 的結(jié)論是：如果 MOSFET按比例縮減時電場保持常量，則幾乎其他所有的晶體管特性都有改善！項目組繼續(xù)開發(fā) 1μm器件的設(shè)計規(guī)則（ Design Rules）并在 1972年的IEDM上發(fā)表了一篇論文。這項工作在 1974年的 IEDM由 Dennad等人繼續(xù)深化，這就是在半導(dǎo)體器件比例縮減方面最 經(jīng)典的文獻(xiàn)： Design of IonImplanted MOSFET39。s with Very Small Physical Dimensions。盡管當(dāng)時沒有被普遍認(rèn)同，比例縮減定律最終終結(jié)了雙極型（ Bipolar）在集成電路領(lǐng)域的統(tǒng)治地位，原因在于雙極型工藝不能像 MOSFET那樣按比例縮減。在 20世紀(jì)的 90年代初期， MOSFET技術(shù)成為高端、高速集成電路的主流工藝。 ? 1972 Intel 8008 8080微處理器是 Intel的 4位微處理器 4004的后繼版本，被用于最初的家用計算機(jī) Mark8中。 8008同樣使用 10μm線寬的硅柵 PMOS工藝（和 IBM差得太多，這對一些片面追求最小線寬，認(rèn)為這樣就算是達(dá)到集成電路技術(shù)高端的 人很有教育意義）， 1層多晶（ Polysilicon） ,1層金屬層， 8008一共有 3,500個晶體管，使用 200KHz時鐘，芯片的DIE尺寸是 。 ? 1973 商用的雙極型 CMOS（ BiCMOS）技術(shù) Polinsky、 Schade和 Keller向 IEDM提交了一份名為CMOSBipolar Monolithic Integrated Circuit Technology的文獻(xiàn)。金屬柵的 BiCMOS技術(shù)被用于加工運(yùn)算放大器（ operational amplifiers） 1973 發(fā)明照片放大器（ Projection Printer） Perkin Elmer發(fā)明了照片放大器，現(xiàn)在稱為 SVG平板印刷技術(shù)（ Lithography），它在 20世紀(jì) 70年代中期和正光刻膠的使用給光刻 （ photolithography）技術(shù)帶來了革命性變化：掩膜（ MASK）的缺陷大大降低，相應(yīng)的，集成電路的成品率有了很大的改善。 ? 1973 開始使用 3英寸的硅片 1974 首個具有 1個晶體管的 4Kbit的 DRAM問世 使用硅柵 NMOS工藝的單個晶體管 Cell的 4Kbit DRAM問世。在 DRAM技術(shù)史上，單個 Cell由 3個晶體管轉(zhuǎn)向 1個晶體管設(shè)計是第一次大的技術(shù)轉(zhuǎn)變。硅柵的 NMOS工藝需要6層掩膜（ MASK），使 用 8μm線寬的工藝。產(chǎn)品的 Cell面積為 1,280μm2，芯片的 DIE尺寸約 15mm2，最初的售價大約為 $18。 1974 Intel 8080 8080被用于 Altair計算機(jī)。 8080是使用 6μm線寬的硅柵NMOS制造，工藝包含 1層多晶（ polysilicon）和 1層金屬。 8080具有 6,000個晶體管，時鐘頻率 2MHz，芯片的 DIE尺寸約 。 ? 1975 使用 100mm的園硅片 1976 16Kbit的 DRAM出現(xiàn) 16Kbit的 DRAM使用 2層多晶（ polysilicon）從而允許單個的存儲 Cell有更高的布線效率。使用 2層多晶工藝是 DRAM史上的第 2次大 變革。 2層多晶的 NMOS工藝使用 7層掩膜（ MASK），最小線寬5μm， DRAM產(chǎn)品的 Cell面積約 500μm2，芯片的DIE尺寸約 19mm2，初 期的售價約 $33。 ? 1978 Intel 8086/8088 8088被 IBM選中用于 IBM PC，歷史上最大的半導(dǎo)體設(shè)計贏家產(chǎn)生了。 8088/8086使用 3μm的硅柵 NMOS工藝， 1層多晶（ Polysicion）， 1層金屬， 8088 /8086有 29,000個晶體管， 510MHz的時鐘頻率， DIE尺寸。兩個處理器都使用 16位的設(shè)計，唯一不同之處是 8086使用 16位總線，而 8088使用 8位總線。 1978 步進(jìn)和重復(fù)系統(tǒng)（ Step and Repeat System）被發(fā)明 GCA推出這樣的系統(tǒng)用于圓硅片曝光，這種技術(shù)在 20世紀(jì) 80年代由于精度的改善給光刻技術(shù)帶來了革命，并允許最小線寬進(jìn)一步縮減。 1978 集成電路工藝的年營業(yè)額超過 100億 $（ $10billion） 1979 64Kbit DRAM 出現(xiàn) 64Kbit的 DRAM使用 2層硅柵的 NMOS工藝制造，工藝的其它特征：810層 MASK， 3μm最小線寬。 DRAM的 Cell面積縮減到 180μm2，芯片 DIE尺寸約 31mm2，初期售價約 $47。 1979 125mm的圓硅片出現(xiàn) 1980s 先進(jìn)的技術(shù)和產(chǎn)品 EEPROM 和 Flash ? 1980 現(xiàn)代數(shù)字信號處理器（ DSP）進(jìn)入商用 “現(xiàn)代”的定義是指單個芯片的 DSP，并且是具有可編程能力、并行加法器和并行存儲訪問能力的解決方案。第一款商用的的 DSP由 Lucent（不是茉莉山 莊的畫不圓的圈，那是 1996年貝爾拆分成立的。記得當(dāng)時去學(xué)校招聘，有
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