微電子課件第一講ppt課件-文庫吧資料
2025-05-18 03:27本頁面
【正文】 高水平 IC設(shè)計人才。我國是一個集成電路（ IC）的 “ 消費大國 ” ，但同時又是一個 IC的 “ 生產(chǎn)小國 ” 。 隨著 IC設(shè)計的重要性的凸顯及我國 IC設(shè)計大環(huán)境的改善， IC設(shè)計企業(yè)規(guī)模小、水平較低等，日益成為困擾我國 IC業(yè)發(fā)展的難題，其中，IC高級設(shè)計人才的匱乏成為尚處于起步階段的我國集成的最突出的難題。除了這 7個城市外，據(jù)悉還有武漢、長沙、哈爾濱、珠海等多個城市申請，但未獲批準。教師：黃昆、謝希德（女）、高鼎三、林蘭英（女）；學(xué)生：王陽元、許居衍、陳星弼、秦國剛 … 2022年 9月成立 9個 國家 IC人才培養(yǎng)基地 ? 北大、清華、復(fù)旦、浙大、西電、上交大、成電、東南、華中科大 人才培養(yǎng) :北大，清華，復(fù)旦大學(xué)，浙江大學(xué)，西安交通大學(xué)，上海交通大學(xué)，華中科技大，電子科技大，西安電子科技大 ,華南理工大學(xué) ,哈爾濱工業(yè)大學(xué) ,西北工業(yè)大學(xué) ,上海同濟大學(xué) ,北京航空航天大學(xué) ,東南大學(xué)。 ? 微電子學(xué)是信息領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)學(xué)科 . 微電子的特點總結(jié) ? 微電子學(xué)是一門綜合性很強的邊緣學(xué)科。 石器時代 （ 35000年 ） 3000BC 銅器時代 （ 1800年 ） 1200BC 0 1968DC 鐵器時代 （ 3200年 ） 硅器時代 微電子的特點總結(jié) ? 微電子學(xué)：電子學(xué)的一門分支學(xué)科 ? 微電子學(xué)以實現(xiàn)電路和系統(tǒng)的集成為目的 ， 故實用性極強 。 ? 2022年：以集成電路為基礎(chǔ)的電子信息產(chǎn)業(yè)成為世界第一大產(chǎn)業(yè)。 ? 硅是地球上除氧以外含量最豐富的元素，但它現(xiàn)在已經(jīng)成為知識創(chuàng)新的載體，價值千金。 后人對摩爾定律加以擴展： 即集成電路的發(fā)展：工藝每三年升級一代 ， 集成度每三年翻二番 、 特征線寬約縮小 30％ 左右 ， 邏輯電路 （ 以 CPU為代表 ） 的工作頻率提高約 30％ 集成電路的發(fā)展 ? 我們以 Intel公司的微處理器為例，說明集成電路發(fā)展符合 MOORE定律； 摩爾定律（ CPU的發(fā)展） 第一個 CPU： 4004 時間： 1971 工藝： NMOS 晶體管個數(shù)： 2250 頻率： 108KHz 摩爾定律（ CPU的發(fā)展） Intel 8080 CPU 第一塊 8位微處理器 時間： 1974 晶體管數(shù)： 2500 摩爾定律（ CPU的發(fā)展） Intel 8086 CPU 1978年 IBM PC的心臟 晶體管數(shù)： 29000 摩爾定律（ CPU的發(fā)展） Intel 80286 CPU 1982年 晶體管數(shù)： 120220 時鐘頻率： 10/ 摩爾定律（ CPU的發(fā)展） Intel 80386 CPU 分布時間： 1985 工藝： HNMOS 晶體管數(shù)： 時鐘頻率： 20～ 40MHz 摩爾定律（ CPU的發(fā)展） Intel 80486 CPU 時間： 1989 工藝：BiCMOS 晶體管數(shù)：118萬 時鐘頻率：33～ 100Mhz 摩爾定律（ CPU的發(fā)展） Intel Pentium CPU 分布日期： 1992年 10月 工藝： BiCMOS 晶體管數(shù)： 310萬 時鐘頻率： 66/60～ 120Mhz 摩爾定律（ CPU的發(fā)展） Intel PentiumPro CPU 分布日期： 1995年 11月 工藝： 晶體管數(shù)： 550萬 時鐘頻率： 150~200 Mhz 摩爾定律（ CPU的發(fā)展） Intel Pentium II CPU 分布日期： 1997年 5月 工藝： 晶體管數(shù)： 750萬 時鐘頻率： 233～ 450 Mhz 摩爾定律（ CPU的發(fā)展） Intel Pentium III CPU 分布日期： 1999年 2月 工藝： CMOS 晶體管數(shù)： 2400萬 時鐘頻率： 450～ 1000 Mhz 摩爾定律（ CPU的發(fā)展） 分布時間： 2022年 11月 工藝： CMOS 晶體管數(shù)： 4200萬 時鐘頻率： ~ 摩爾定律總結(jié) 集成電路迅速發(fā)展的原因（摩爾） ? 特征尺寸不斷縮小，大約每三年縮小 2 倍； ? 芯片面積不斷增大，大約每三年增大 ； ? 器件和電路結(jié)構(gòu)的不斷改進。 集成電路的發(fā)展 20世紀九十年代以來 ， 集成電路工藝發(fā)展非常迅速 ， 已從亞微米 ( 1微米 )進入到深亞微米 (小于 )， 進而進入到超深亞微米 (小于 )。美國歐特泰克公司認為：微處理器、寬頻道連接和智能軟件將是 21世紀改變?nèi)祟惿鐣徒?jīng)濟的三大技術(shù)創(chuàng)新 集成電路的發(fā)展 微電子學(xué)的發(fā)展目標就是減小器件和電路的面積，為在微小的芯片上建立大型信息系統(tǒng)提供技術(shù) 支持。 諾貝爾物理獎獲得者、集成電路發(fā)明者 Kilby來所參觀訪問 集成電路的發(fā)明 1958年世界上第一塊集成電路： 鍺襯底上形成臺面雙極晶體管和 電阻，總共 12個器件，用 超聲焊接引線將器件連起來。 ? 全國各行業(yè)的風(fēng)機、水泵的總耗電量約占了全國發(fā)電量的 30%，僅僅對風(fēng)機、水泵采用變頻調(diào)速等電子技術(shù)進行改造，每年即可節(jié)電 500億度以上，相當于三個葛洲壩電站的發(fā)電量 (157億度 /年 ) ? 對白熾燈進行高效節(jié)能改造，并假設(shè)推廣應(yīng)用30%，所節(jié)省的電能相當于三座大亞彎核電站的發(fā)電量 (139億度 /年 ) 集成電路的重要性 4. IC產(chǎn)業(yè)的增值性： 硅變成 IC芯片， “ 點石成金 ” ， IC是體現(xiàn)知識經(jīng)濟的典型產(chǎn)品 ； 例 1： 1M DRAM的 150mm硅片 硅 (沙子 )→ 單晶硅片 ($30) → 電路芯片 ($240) → 測試封裝的電路 ($700) 例 2： 數(shù)控機床 普通機床 數(shù)字化技術(shù)改造 價格相差 10倍 集成電路的重要性 5. 國防建設(shè)的關(guān)鍵作用； ? 遠古：天然兵器（木棒、石塊） ? 古代：冷兵器（大刀、長矛） ? 工業(yè)時代：熱兵器（火藥、槍炮） ? 近代：核兵器（原子彈、氫彈） ? 現(xiàn)代： 信息武器（制導(dǎo)、電子戰(zhàn)、
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