全球和中國半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史和大事記(參考版)
2025-06-24 13:33本頁面
【正文】 。大致而言，1970年就有1K的產(chǎn)品；1974年進步到4K (閘極線寬十微米)；1976年16K （五微米）；1979年64K (三微米)；1983年256K （一點五微米）；1986年1M （一點二微米）；1989年4M (零點八微米)；1992年16M (零點五微米)；1995年64M (零點三五微米)；1998年到256M (零點二五微米)，大約每三年進步一個世代，2001年就邁入十億位元大關。1969年，英代爾公司推出第一個商業(yè)性產(chǎn)品，這是一個使用矽閘極、p型通道的256位元隨機存取記憶體。三十年後的今天，英代爾的Pentium III已經(jīng)包含了一千萬個以上的電晶體。 在1970年代，決定半導體工業(yè)發(fā)展方向的，有兩個最重要的因素，那就是半導體記憶體 (semiconductor memory) 與微處理機 (micro processor)。 積體電路的第一個商品是助聽器，發(fā)表於1963年12月，當時用的仍是雙極型電晶體；1970年，通用微電子(General Microelectronics)與通用儀器公司 (General Instruments)，解決了矽與二氧化矽界面間大量表面態(tài)的問題，開發(fā)出金氧半電晶體 (metaloxidesemiconductor， MOS)；因為金氧半電晶體比起雙極型電晶體，功率較低、集積度高，製程也比較簡單，因而成為後來大型積體電路的基本元件。1958年9月12日，德州儀器公司(Texas Instruments)的基爾比 (Jack Kilby， 1923~ )，細心地切了一塊鍺作為電阻，再用一塊pn接面做為電容，製造出一個震盪器的電路，並在1964年獲得專利，首度證明了可以在同一塊半導體晶片上能包含不同的元件。至此，半導體工業(yè)獲得了可以批次(batch)生產(chǎn)的能力，終於站穩(wěn)腳步，開始快速成長。1958年，快捷半導體公司 (Fairchild Semiconductor)發(fā)展出平面工藝技術(planar technology)，藉著氧化、黃光微影、蝕刻、金屬蒸鍍等技巧，可以很容易地在矽晶片的同一面製作半導體元件。但直到1954年5月，第一顆以矽做成的電晶體才由美國德州儀器公司(Texas Instruments)開發(fā)成功；約在同時，利用氣體擴散來把雜質(zhì)摻入半導體的技術也由貝爾實驗室與奇異公司研發(fā)出來；在1957年底，各界已製造出六百種以上不同形式的電晶體，使用於包括無線電、收音機、電子計算機甚至助聽器等等電子產(chǎn)品。 電晶體的確是由於科學發(fā)明而創(chuàng)造出來的一個新元件，但是工業(yè)界在1950年代為了生產(chǎn)電晶體，卻碰到許多困難。12月16日，布萊登用一塊三角形塑膠，在塑膠角上貼上金箔，然後用刀片切開一條細縫，形成了兩個距離很近的電極，其中，加正電壓的稱為射極 (emitter)，負電壓的稱為集極 (collector)，塑膠下方接觸的鍺晶體就是基極 (base)，構成第一個點接觸電晶體 (point contact transistor)，1947年12月23日，他們更進一步使用點接觸電晶體製作出一個語音放大器，該日因而成為電晶體正式發(fā)明的重大日子。 二次大戰(zhàn)後，美國的貝爾實驗室(Bell Lab)，決定要進行一個半導體方面的計畫，目標自然是想做出固態(tài)放大器，它們在1945年7月，成立了固態(tài)物理的研究部門，經(jīng)理正是蕭克萊(William Shockley， 1910~1989)與摩根(Stanley Morgan)。另一方面，德國人佩爾斯(Rudolf Peierls， 1907~ ) 於1929年，則指出一個幾乎完全填滿的能帶，其電特性可以用一些帶正電的電荷來解釋，這就是電洞概念的濫觴；他後來提出的微擾理論，解釋了能?Energy gap)存在。 在半導體領域中，與整流理論同等重要的，就是能帶理論。在整流理論方面，德國的蕭特基(Walter Schottky，1886~1976)在1939年，於「德國物理學報」發(fā)表了一篇有關整流理論的重要論文，做了許多推論，他認為金屬與半導體間有能障(potential barrier)的存在，其主要貢獻就在於精確計算出這個能障的形狀與寬度。 1874年，德國的布勞恩(Ferdinand Braun，1850~1918)，注意到硫化物的電導率與所加電壓的方向有關，這就是半導體的整流作用。 在二十世紀的近代科學，特別是量子力學發(fā)展知道金屬材料擁有良好的導電與導熱特性，而陶瓷材料則否，性質(zhì)出來之前，人們對於四周物體的認識仍然屬於較為巨觀的瞭解，那時已經(jīng)介於這兩者之間的，就是半導體材料。從1970年代以來，美國與日本間發(fā)生多次貿(mào)易摩擦，但最後在許多項目美國都妥協(xié)了，但是為了半導體，雙方均不肯輕易讓步，最後兩國政府慎重其事地簽訂了協(xié)議，足證對此事的重視程度，這是因為半導體工業(yè)發(fā)展的成敗，關係著國家的命脈，不可不慎。 矽是地殼中最常見的元素，許多石頭的主要成分都是二氧化矽，然而，經(jīng)過數(shù)百道製程做出的積體電路，其價值可達上萬美金；把石頭變成矽晶片的過程是一項點石成金的成就，也是近代科學的奇蹟！ 在日本，有人把半導體比喻為工業(yè)社會的稻米，是近代社會一日不可或缺的?，F(xiàn)今，以矽為原料的電子元件產(chǎn)值，則超過了以鋼為原料的產(chǎn)值，人類的歷史因而正式進入了一個新的時代，也就是矽的時代。自從有人類以來，已經(jīng)過了上百萬年的歲月。這一階段１５年，從研制小規(guī)模到大規(guī)模電路，在技術上中國都依靠自己的力量，只是從國外進口了一些水平較低的工藝設備，與國外差距逐漸加大。后來改為由七個單位從國外購買單位臺設備，期望建成七條工藝線。為了提高工藝設備的技術水平，并了解國外ＩＣ發(fā)展的狀況，在１９７３年中日邦交恢復一周年之際，中國組織了由１４人參加的電子工業(yè)考察團赴日本考察ＩＣ產(chǎn)業(yè)，參觀了日本當時八大ＩＣ公司：日立、ＮＥＣ、東芝、三菱、富士通、三洋、沖電氣和夏普，以及不少設備制造廠。而中國在初始發(fā)展階段中出僅用７年時間走完這段路，與國外差距還不是很大。集成電路一經(jīng)出現(xiàn)，隨著設備和工藝的不斷發(fā)展，集成度迅速提高。四機部直屬廠有７４９廠（永紅器材廠）、８７１廠（天光集成電路廠）、８７８廠（東光電工廠）、４４３３廠（風光電工廠）和４４３５廠（韶光電工廠）等。不少省市自治區(qū)，以及其他一些工業(yè)部門都興建了自己的ＩＣ工廠，造成哄而
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