ch1微電子產(chǎn)業(yè)概述-文庫吧資料
2025-05-05 03:02本頁面
【正文】 家用消費(fèi)品，還是大到傳統(tǒng)工業(yè)的各類數(shù)控機(jī)床和國防工業(yè)的導(dǎo)彈、衛(wèi)星、火箭、軍艦等都離不開這小小的芯片。微電子技術(shù)和其他學(xué)科相結(jié)合將產(chǎn)生很多新的學(xué)科生長點(diǎn)，與其他產(chǎn)業(yè)結(jié)合成為經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。另外，現(xiàn)代戰(zhàn)爭將是以集成電路為關(guān)鍵技術(shù)，以電子戰(zhàn)和信息戰(zhàn)為特點(diǎn)的高技術(shù)戰(zhàn)爭。銅的抗電致遷移高且電阻率比鋁低。 ? 1993年帕拉查克（ Paraszczak）等人提出在尺寸長度小到 100nm時(shí)，以銅導(dǎo)線取代鋁導(dǎo)線的想法。目前這種方法幾乎已取代了所有其他的絕緣技術(shù)。這是半導(dǎo)體工業(yè)上一個(gè)重大的突破。 ? 同年，卓以和 (Cho)提出了分子束外延 (MBE)技術(shù)，可以近乎完美地控制原于的排列，所以也可以控制外延層組成和摻雜濃度，這項(xiàng)技術(shù)也帶來了許多光器件和量子器件的發(fā)明。 ? 1971年?duì)栁?(Irving)等人提出，利用 CF4O2的混合氣體來到蝕硅晶片。 ? 同年，門納賽維 (Manasevit)和辛浦生 (simpson)提出金屬有機(jī)化學(xué)氣相淀積技術(shù) (MOCVD)。應(yīng)用在非便攜式 (nonportable)電子系統(tǒng)中的第一選擇。 ? 1963年由萬雷斯 (Wanlass)和薩支唐 (Sah)提出 CMOS的觀念，CMOS優(yōu)點(diǎn)是只有在邏輯狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí) (如從 0到 1)才會產(chǎn)生大電流，而在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)只有極小的電流流過，所以功率耗損可以大幅度減少，對先進(jìn)集成電路而言， CMOS技術(shù)是最主要的技術(shù)。 ? 1959年諾依斯 (Noyce)提出一個(gè)在單一半導(dǎo)體襯底上做成的集成電路。 ? 1959年科比 (Kilby)提出集成電路的雛型。 ? 1958年肖克萊 (Shockley)提出了離子注入 (ion implantation)技術(shù)來摻雜半導(dǎo)體，這種技術(shù)可以精確地控制摻雜原子的數(shù)目。 ? 同年，雪弗塔 (Sheftal)等人提出用化學(xué)氣相淀積 (CVD)外延生長技術(shù)。圖形曝光技術(shù)是半導(dǎo)體工業(yè)中的一個(gè)關(guān)鍵性的技術(shù)，圖形曝光的成本就占了 35％以上。 具有里程碑意義的技術(shù) ? 1955年菲克 (Fick)提出了基本 擴(kuò)散理論 。 ? 1925年布理吉曼 (Bridgman)發(fā)明另一種技術(shù)，被大量用于砷化鎵和一些化合物半導(dǎo)體的晶體生長。將敘述各種首次被應(yīng)用到半導(dǎo)體工藝或制作半導(dǎo)體器件而被研發(fā)出來的具有里程碑意義的技術(shù)。 器件按比例縮小原理 半導(dǎo)體工藝技術(shù) 很多重要的半導(dǎo)體技術(shù)其實(shí)是由多個(gè)以前發(fā)明的工藝技術(shù)延伸而來的。 最初的器件等三種形式的器件等比例縮小。所以器件越小，同 樣面積芯片可集成更多、更好的器件，低了器件相對成本。 Moore定律：處理器集成度提高 Moore定律：存儲器集成度的提高 器件按比例縮小原理 在 1974年第九期的 IEEE Journal of SolidState Circuits期刊上， Dennard提出了器件等比例縮小定律。 ☆ 2022年達(dá)到每個(gè)芯片 100,000,000個(gè)晶體管。 IBM PowerPC 604 SUN UltraSPARC IV 內(nèi)核 Moore 定律和等比例縮小 1965, Intel的創(chuàng)始人之一 Gordon Moore在他的論文“ cramming more ponents onto integrated circuits”里預(yù)言： 每 18個(gè)月芯片集成度增加一倍。 方舟科技的 CPU 北大眾志的 CPU6 國產(chǎn)處理器－中國大陸 中國臺灣 VIA C3處理器 Rise Technology Rise mP6 其他優(yōu)秀的處理器 ? 嵌入式 CPU是指應(yīng)用于各種信息設(shè)備里的 CPU，一般功能不太強(qiáng)、主要是以低價(jià)格、低功耗為特征，著名的有 ARM、 MIPS等公司的 CPU。支持最新版本的 Linux、 VxWork， Windows CE等操作系 統(tǒng)。 ? Intle公司德諾宜斯（ Robert Noyce）同時(shí)間發(fā)明了 IC的單晶制造概念。 第一個(gè)平面晶體三級管 集成電路的發(fā)明 ? 1952年 5月，英國科學(xué)家 G. W. A. Dummer第一次提出了集成電路的設(shè)想。 ? Bardeen提出了表面態(tài)理論， Schokley給出了實(shí)現(xiàn)放大器的基本設(shè)想， Brattain設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)。 砷化鎵 （ GaAs） 1. 電子遷移率高，主要用于高速器件； 2. 熱穩(wěn)定性低，缺陷高，低本征氧化度。 常用半導(dǎo)體材料比較 材 料 描 述 鍺（ Ge） 最早用于半導(dǎo)體器件制造的材料之一 ， 1947年發(fā)明的第一個(gè)晶體管就是用鍺制造 。 半導(dǎo)體材料 ? 從狹義上來講： 微電子工業(yè)中的半導(dǎo)體材料主要是指：鍺 （ Ge） 、 硅 （ Si） 、 砷化鎵 （ GaAs） 。真空三極管由三個(gè)部件構(gòu)成，在一個(gè)抽空氣體的玻璃容器中分別封入兩個(gè)電極（陰極和屏極）和一個(gè)柵極。 芯片 :在硅片制造廠，由硅片生產(chǎn)的半導(dǎo)體產(chǎn)品，稱為 芯片或 微芯片 (Chip)。 ? 幾乎所有的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)與微電子技術(shù)結(jié)合，用集成電路芯片進(jìn)行智能改造，都可以使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)重新煥發(fā)青春； ? 全國各行業(yè)的風(fēng)機(jī)、水泵的總耗電量約占了全國發(fā)電量的 30%，僅僅對風(fēng)機(jī)、水泵采用變頻調(diào)速等電子技術(shù)進(jìn)行改造，每年即可節(jié)電 500億度以上，相當(dāng)于三個(gè)葛洲壩電站的發(fā)電量 (157億度 /年 )； ? 固體照明工程，對白熾燈進(jìn)行高效節(jié)能改造，并假設(shè)推廣應(yīng)用 30%，所節(jié)省的電能相當(dāng)于三座大亞彎核電站的發(fā)電量 (139億度 /年 )。 進(jìn)入信息化社會的判據(jù)：半導(dǎo)體產(chǎn)值占工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的 %。 半導(dǎo)體器件物理為其提供了基礎(chǔ)知識，是半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展平臺。電子工業(yè)的高速發(fā)展依賴于半導(dǎo)體工業(yè)的快速提高，而在半導(dǎo)體工業(yè)中其核心是集成電路
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