ch1微電子產(chǎn)業(yè)概述-資料下載頁
2025-04-29 03:02本頁面
【正文】 它粘貼到更高級(jí)裝配板上的措施。 封裝形式 IC分類－按器件結(jié)構(gòu)類型分類 ? 雙極集成電路：主要由雙極晶體管構(gòu)成 ? NPN型雙極集成電路 ? PNP型雙極集成電路 優(yōu)點(diǎn)是速度高、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，缺點(diǎn)是功耗較大、集成度較低。 ? 金屬 氧化物 半導(dǎo)體 (MOS)集成電路：主要由 MOS晶體管構(gòu)成 ? NMOS ?PMOS ?CMOS(互補(bǔ) MOS) 功耗低、集成度高，隨著特征尺寸的縮小，速度也可以很高。 ? 雙極 MOS(BiMOS)集成電路：同時(shí)包括雙極和 MOS晶體管的集成電路為 BiMOS集成電路，綜合了雙極和 MOS器件兩者的優(yōu)點(diǎn)，但制作工藝復(fù)雜。 按集成電路規(guī)模分類 集成度：每塊集成電路芯片中包含的元器件數(shù)目。 ? 小規(guī)模集成電路 (Small Scale IC， SSI) ? 中規(guī)模集成電路 (Medium Scale IC， MSI) ? 大規(guī)模集成電路 (Large Scale IC， LSI) ? 超大規(guī)模集成電路 (Very Large Scale IC，VLSI) ? 特大規(guī)模集成電路 (Ultra Large Scale IC，ULSI) ? 巨大規(guī)模集成電路 (Gigantic Scale IC，GSI） 發(fā)展階段 縮寫 單位芯片內(nèi)的器件數(shù) 小規(guī)模集成電路 （ 50年代） SSI 2－ 50 中規(guī)模集成電路 （ 60年代） MSI 50－ 5000 大規(guī)模集成電路 （ 70年代） LSI 5000－ 10萬 特大規(guī)模集成電路 （ 80年代） VLSI 10萬－ 100萬 超大規(guī)模集成電路 （ 90年代） ULSI ＞ 100萬 按集成電路規(guī)模分類 按電路功能分類 ? 數(shù)字集成電路 (Digital IC)：它是指處理數(shù)字信號(hào)的集成電路，即采用二進(jìn)制方式進(jìn)行數(shù)字計(jì)算和邏輯函數(shù)運(yùn)算的一類集成電路。 ? 模擬集成電路 (Analog IC)：它是指處理模擬信號(hào) (連續(xù)變化的信號(hào) )的集成電路。線性集成電路：又叫做放大集成電路，如運(yùn)算放大器、電壓比較器、跟隨器等。非線性集成電路：如振蕩器、定時(shí)器等電路。 ? 數(shù)?；旌霞呻娐?(DigitalAnalog IC) ：例如數(shù)模 (D/A)轉(zhuǎn)換器和模數(shù) (A/D)轉(zhuǎn)換器等。 技術(shù)趨勢(shì) 自從進(jìn)入微電子時(shí)代之后，集成電路的最小線寬或最小特征尺寸 (CD)以每年 13%的速度縮小。在這一速度下，2022年時(shí)最小特征尺寸會(huì)縮小到 50nm。器件微小化結(jié)果，可以降低每種電路功能的單位成本 (unit cost)。例如，對(duì)持續(xù)推進(jìn)的新一代的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器而言，每個(gè)存儲(chǔ)器位的成本每年就減少了一半，當(dāng)器件的尺寸縮小時(shí)，本征開關(guān)時(shí)間 (intrinsic switching time )也隨之減少。器件速度從1959年以來，加快了四個(gè)次方，變快的速度也擴(kuò)展了集成電路的功能性產(chǎn)生速度 (functional throughput rate)。未來數(shù)字集成電路可以以每秒一兆位的速率進(jìn)行信息處理和數(shù)值分析。器件變的越小，其所消耗的功率也越少，所以器件微小化也可以降低每次開關(guān)操作所需要的能量。從1959年至今，每個(gè)數(shù)字柵極的能量耗損已經(jīng)減少了超過100萬倍。 DRAM的存儲(chǔ)密度 從 1978年動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器初次批量生產(chǎn)到1999年止，實(shí)際動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的密度呈指數(shù)上升，每 18個(gè)月密度就增加兩，照這個(gè)速度下去，可以預(yù)期在2022年時(shí)，動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的密度會(huì)達(dá)到80億， 2022年時(shí)則達(dá)640億位。 微處理器運(yùn)算能力 微處理器運(yùn)算能力隨時(shí)間按指數(shù)增加，同樣也是每 18個(gè)月增加兩倍的速率。 目前一個(gè)奔騰(Pentium)系列的個(gè)人電腦和 60年代晚期的超級(jí)電腦克菜一型(CRAYl)有相同的運(yùn)算能力，但它的體積卻為原先的千分之一；如果按這個(gè)趨勢(shì)繼續(xù)下去，我們預(yù)期100GIPS的微處理器將在 2022年問世。 不同技術(shù)的市場成長曲線 在現(xiàn)代電子時(shí)代初期(19501970年 )雙極型晶體管是技術(shù)的驅(qū)動(dòng)力；19701990年，因?yàn)閭€(gè)人電腦和先進(jìn)電子系統(tǒng)的快速成長，動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器和以 MOSFET為主的微處理器扮演了技術(shù)驅(qū)動(dòng)力的角色； 1990年以后，因便攜式電子系統(tǒng)的快速成長，非揮發(fā)性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器成為技術(shù)的驅(qū)動(dòng)力。 技術(shù)節(jié)點(diǎn)（ Technology Node） ? 微電子工業(yè)中常用 “ 技術(shù)節(jié)點(diǎn) ” 和 “ 特征尺寸 ” 來表征集成電路的集成度 ， 其含意可能包括 “ 半節(jié)距 ” 、 “ 物理柵長 ” 、 “ 最小線寬 ” 等術(shù)語 。 這些參數(shù)越小 ， 芯片集成度越高 。 ? 半節(jié)距 （ half pitch） 是指集成電路中互連線間距的一半 。特征尺寸一般是最小線寬和物理柵長的通稱 。 ? 由于最新的工藝技術(shù)通常最先用于 DRAM芯片 ， 因此 技術(shù)節(jié)點(diǎn) 往往是指 DRAM的半節(jié)距 。 而物理柵長 ， 最小線寬 ， 特征尺寸等是技術(shù)節(jié)點(diǎn)的不同表達(dá)方式 。 特征尺寸（ Feature Size） 特征尺寸 一般指半導(dǎo)體集成電路中的最小線寬 ， 或者是 MOS晶體管中的柵長 。 進(jìn)入生產(chǎn)時(shí)間（年） 2022 2022 2022 2022 2022 2022 半節(jié)距 nm （技術(shù)節(jié)點(diǎn)） 150 130 107 90 80 65 物理柵長 nm 65 53 45 37 32 28 近年來微處理器工藝的發(fā)展 現(xiàn)代半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)： 特征尺寸減少和 硅片直徑增大 特征尺寸減小 運(yùn)算速度更快 集成度越高 成本越低 硅片直徑增大 更換設(shè)備費(fèi)用高 成本越低
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1