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集成电路产业与微电子专业

集成电路产业与微电子专业
长安大学 电子科学与技术系 李演明 2011年12月24日

1. 概 述
集成电路产业是一门充满创新和变数的产业
– 1958年第一块集成电路(IC)诞生,半个世纪的历程 演绎了令人兴奋不已的快速进步。 – IC产业既是一个令世人惊羡钟爱的产业,又是一个使人 呕心沥血、欲罢不能、不断面对挑战的产业。 – 集成电路具有当今高技术产业的典型特点,它是中间产 品,其应用可以产生十倍甚至于百倍的倍增效益,因 此,世界在这一领域的竞争非常激烈。
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IC技术发展沿革: 微米-亚微米-深亚微米-纳米
集成电路的技术进步一般用微细加工精度和 芯片的集成度来衡量。 2007年:
– 65纳米CMOS工艺为主流的集成电路技术已进入大生 产。 – 45纳米先导性生产线也开始投入运转。 – CPU上的晶体管数已达到8亿只。
集成电路产业作为典型的高技术产业, 高投入、搞收益、高风险的特征更加突出。
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Gordon Moore-Intel 名誉董事长
摩尔定律(1965年提出)
? IC上可容纳的晶体管数目,每18个月(或24个月) 便会增加一倍,性能也将提升一倍。 ? 这一定律还意味着IC的成本每18个月(或24个月) 降低一半。 ? 集成电路自诞生以来,一直戏剧性地遵循着这一 定律。这样的变化速度是其它产业的产品难于比 拟的。 ? 该定律成为电子信息产业对于其技术发展前景预 测的基础。
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摩尔定律的演进
数据来源:INTEL
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半导体产业发展历史大事记(I)
1947 第一只晶体管问世 1957 Fairchild Semiconductors 公司成立(仙童-飞索) 1958 第一块集成电路问世 1961 仙童(半导体工艺)和德州仪器公司(电路形式)共 同推出了第一颗商用集成电路(双极型模拟电路) 1962 TTL逻辑电路问世(双极型数字电路) 1963 仙童公司推出第一块CMOS集成电路 1964 1英寸硅晶圆出现 1965 Gordon Moore提出Moore’s law(摩尔定律) 1967 专业半导体制造设备供应商—美国应用材料公司成立
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半导体产业发展历史大事记(II)
1968 Intel成立; NEC制作出日本第一颗IC 1973 商用的BiCMOS技术开发成功 1979 5英寸的硅晶圆出现 1985 8英寸硅晶圆开始使用; 1987 1996 台湾台积电开创专业 IC制造代工模式 12英寸硅晶圆出现 1988 专业 EDA工具开发商Cadence公司成立. 2000 中芯国际IC制造公司(SMIC)在中国大陆成立 2002 Intel建成首个12英寸生产线
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硅含量
半导体价值在电子产品价值中所占的百分比
1965 电子产品中 的硅含量 硅片直径 (mm) 半导体产值 (亿美元) 2% 50 2” 15 1975 1985 6% 100 4” 40 7% 150 6” 250 200 8” 1440 1995 2005 2010 21% 23% 300 12” 2274 3056
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硅周期
全球集成电路产业一直保持周期性的上 升与下降,人们称这种周期性的变化为 “硅周期”
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世界硅周期曲线
数据来源:Morgan Standley
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硅周期存在的原因
供求关系的变化是硅周期存在的主要原因
– 行业发展过快、产能扩大太猛会导致市场供大 于求,库存量剧增,价格急速下降。 – 集成电路的发展不仅对电子设备有强烈的影响 和渗透,而且反过来还对其有强烈的依赖性, 电子设备市场的繁荣与衰退都将直接影响到集 成电路市场。
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1985-2007年全球半导体产业 销售收入规模增长情况
数据来源:WSTS
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1986-2007年全球半导体产业 销售收入增长率 变动情况
数据来源:WSTS
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2007年全球半导体厂商 Top 20
排 厂商 名 1 Intel(美) 2 3 4 5 6 7 8 9 Samsung(韩) Toshiba(日) TI(美) ST(欧) Hynix(韩) Renesas日) Sony(日) NXP(欧) 销售额 排 百万美元 名 33973 11 20137 12590 12172 9991 9614 8137 8040 6038 5864 12 13 14 15 16 17 18 19 20 厂商 AMD(美) NEC(日) Freescale(美) Micron(美) Qimonda(欧) Elpida(日) Broadcom(美) Sharp(日) 销售额 百万美元 5792 5555 5349 4943 4186 3836 3731 3584
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Qualcomm(美) 5603
Matsushita(日) 3946
10 Infineon(欧) 数据来源:iSuppli
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美国7家,日本7家,欧洲4家,亚太2家

微电子、IC 、半导体三者关系
? 微电子 - 学科名称 ? 对应的产业 - 集成电路(IC)产业 ? 外延包括 - 整个半导体产业
半导体产业的主要产品分为四大类:
集成电路,分立器件,光电器件、传感器 05-07年全球半导体产品销售比例 集成电路 IC 分立器件Disc. 光电器件Opto. 传感器 Sensors
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2005 84.8% 7.1% 6.1 % 2.0%
2006 84.5% 6.7% 6.6% 2.2%
2007 85.4% 6.4% 6.3% 1.9%
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按公司总部所在地划分的全球IC销量
数据来源:iSuppli
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世贸规则的影响
? 世贸规则约束着WTO缔约方的经贸活动 ? 反倾销规则
– 对每一外国的产品销售到本国的比例进行限制
? 原产地规则
– 以扩散工艺所在地为该IC产品的原产地
? 《半导体芯片保护法》
– 对集成电路布图提供特别的权力保护
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2. 集成电路产业结构
集成电路产业是目前世界上发展最快、最 具影响力的产业之一。 为了适应激烈的竞争、实现最大价值的内 在要求,产业结构发生了很大的变化:
– 最初以“全能型”企业为主体 – 现在为垂直分工越来越清晰的“专业型”企业 为主体
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集成电路产业链
整机生产 IC设计 IC制造 IC封装 IC测试 设计工具软件开发 设备制造
材料制备
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早期的集成电路产业结构
早期的IC产业以全能型企业为主,称为IDM:
集整机产品和IC设计、制造、封装和测试等生产全 过程于一身。
最早开始投资IC产业的IDM多为美国电子企业
德州仪器、仙童、Motorola、IBM、DECD等
这些公司投资IC产业主要为自身整机产品服务
提升产品质量,降低成本,争夺市场
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集成电路-微电子-学习中概念解释

1:SOI(Silicon-On-Insulator,绝缘衬底上的硅)技术是在顶层硅和背衬底之间引入了一层埋氧化层。通过在绝缘体上形成半导体薄膜,SOI材料具有了体硅所无法比拟的优点:可以实现集成电路中元器件的介质隔离,彻底消除了体硅CMOS 电路中的寄生闩锁效应;采用这种材料制成的集成电路还具有寄生电容小、集成密度高、速度快、工艺简单、短沟道效应小及特别适用于低压低功耗电路等优势,因此可以说SOI将有可能成为深亚微米的低压、低功耗集成电路的主流技术。通常根据在绝缘体上的硅膜厚度将SOI分成薄膜全耗尽FD(Fully Depleted)结构和厚膜部分耗尽PD(Partially Depleted)结构。由于SOI的介质隔离,制作在厚膜SOI结构上的器件正、背界面的耗尽层之间不互相影响,在它们中间存在一中性体区,这一中性体区的存在使得硅体处于电学浮空状态,产生了两个明显的寄生效应,一个是"翘曲效应"即Kink 效应,另一个是器件源漏之间形成的基极开路NPN寄生晶体管效应。如果将这一中性区经过一体接触接地,则厚膜器件工作特性便和体硅器件特性几乎完全相同。而基于薄膜SOI结构的器件由于硅膜的全部耗尽完全消除"翘曲效应",且这类器件具有低电场、高跨导、良好的短沟道特性和接近理想的亚阈值斜率等优点。因此薄膜全耗尽FDSOI应该是非常有前景的SOI结构。 目前比较广泛使用且比较有发展前途的SOI的材料主要有注氧隔离的SIMOX(Seperation by Implanted Oxygen)材料、硅片键合和反面腐蚀的BESOI(Bonding-Etchback SOI)材料和将键合与注入相结合的Smart Cut SOI材料。在这三种材料中,SIMOX适合于制作薄膜全耗尽超大规模集成电路,BESOI 材料适合于制作部分耗尽集成电路,而Smart Cut材料则是非常有发展前景的SOI 材料,它很有可能成为今后SOI材料的主流。 2:速度过冲 Velocity overshoot effect (1)基本概念: 速度过冲效应(Velocity overshoot effect)是半导体载流子在强电场作用下所产生的一种瞬态输运现象。另外一种重要的瞬态输运现象是弹道输运。速度过冲效应所表现出来的效果就是载流子的漂移速度超过正常的定态漂移速度。这种效应对于小尺寸器件以及化合物半导体器件等的性能的影响比较大,可有效地提高器件的工作频率和速度。与速度过冲相对应的一种瞬态输运现象是速度下冲,即是突然去掉强电场时所产生的漂移速度低于定态速度的一种现象。(2)产生机理: 产生速度过冲的原因就在于半导体中载流子的动量弛豫时间远小于其能量弛豫时间,这实际上也就意味着,在强电场作用下,载流子能够很快地获得很大的动量,而相应地较难于获得很高的能量。这是由于载流子在强电场作用下获得动量的机理与获得能量的机理不同所致。由于晶体中能够提供能量和动量的客体通常是声学波声子和光学波声子,而一般声学波声子的动量较大、能量较小,光学波声子的能量较大、动量较小,所以在强电场作用下,载流子所获得的动量主要是来自于声学波声子,而所获得的能量则主要是来自于光学波声子。因为载流子从声学波声子处获得动量的速度要大于从光学波声子处获得能量的速度,所以在强电场作用下,载流子即会很快地通过与声学波声子的散射而获得动量、并达到很大的漂移速度,而与此同时其能量却可能仍然将处于原来较低的状态,需要通过较长一段时间才能达到相应的较高能量的状态;于是,这时载流

微电子学与集成电路分析

微电子学与集成电路分析 1微电子学与集成电路解读 微电子学是电子学的分支学科,主要致力于电子产品的微型化,达到提升电子产品应用便利和应用空间的目的。微电子学还属于一门综合性较强学科类型,具体的微电子研究中,会用到相关物理学、量子力学和材料工艺等知识。微电子学研究中,切实将集成电路纳入到研究体系中。此外,微电子学还对集成电子器件和集成超导器件等展开研究和解读。微电子学的发展目标是低能耗、高性能和高集成度等特点。集成电路是通过相关电子元件的组合,形成一个具备相关功能的电路或系,并可以将集成电路视为微电子学之一。集成电路在实际的应用中具有体积小、成本低、能耗小等特点,满足诸多高新技术的基本需求。而且,随着集成电路的相关技术完善,集成电路逐渐成为人们生产生活中不可缺少的重要部分。 2微电子发展状态与趋势分析 2.1发展与现状 从晶体管的研发到微电子技术逐渐成熟经历漫长的演变史,由晶体管的研发→以组件为基础的混合元件(锗集成电路)→半导体场效应晶体管→MOS电路→微电子。这一发展过程中,电路涉及的内容逐渐增多,电路的设计和过程也更加复杂,电路制造成本也逐渐增高,单纯的人工设计逐渐不能满足电路的发展需求,并朝向信息化、高集成和高性能的发展方向。现阶段,国内对微电子的发展创造了良好的发展空间,目前国内微电电子发展特点如下:(1)微电子技术创新取得了具有突破性的进展,且逐渐形成具有较大规模的集成电路设计产业规模。对于集成电路的技术水平在0.8~1.5μm,部分尖端企业的技术水平可以达到0.13μm。(2)微电子产业结构不断优化,随着技术的革新产业结构逐渐生成完整的产业链,上下游关系处理完善。(3)产业规模不断扩大,更多企业参与到微电子学的研究和电路中,有效推动了微电子产业的发展,促使微电子技术得到了进一步的完善和发展。 2.2发展趋势 微电子技术的发展中,将微电子技术与其他技术联合应用,可以衍生出更多

微电子的发展以及在医学上的应用

微电子技术发展趋势展望以及在医学中的应用 摘要: 电子技术是现代电子信息技术的直接基础。微电子技术的发展大大方便了人们的生活。它主要应用于生活中的各类电子产品,微电子技术的发展对电子产品的消费市场也产生了深远的影响。本文主要介绍了对微电子技术的认识、发展趋势以及微电子技术在医学中的应用。引言: 一、微电子技术的认识、发展历史以及在社会发展中所起的作用 1、微电子技术的认识 微电子技术,顾名思义就是微型的电子电路。它是随着集成电路,尤其是超大规模集成电路而发展起来的一门新的技术。 微电子技术是在电子电路和系统的超小型化和微型化过程中逐渐形成和发展起来的,其核心是集成电路,即通过一定的加工工艺,将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件,按照一定的电路互联,采用微细加工工艺,集成在一块半导体单晶片(如硅和砷化镓) 上,并封装在一个外壳内,执行特定电路或系统功能。与传统电子技术相比,其主要特征是器件和电路的微小型化。它把电路系统设计和制造工艺精密结合起来,适合进行大规模的批量生产,因而成本低,可靠性高。它的特点是体积小、重量轻、可靠性高、工作速度快,微电子技术对信息时代具有巨大的影响。它包括系统电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、自动测试以及封装、组装等一系列专门的技术,是微电子学中的各项工艺技术的总和。 2、发展历史 微电子技术是十九世纪末,二十世纪初开始发展起来的新兴技术,它在二十世纪迅速发展,成为近代科技的一门重要学科。它的发展史其实就是集成电路的发展史。1904 年,英国科学家弗莱明发明了第一个电子管——二极管,不就美国科学家发明了三极管。电子管的发明,使得电子技术高速发展起来。它被广泛应用于各个领域。1947 年贝尔实验室制成了世界上第一个晶体管。体积微小的晶体管使集成电路的出现有了可能。之后,美国得克萨斯仪器公司的基比尔按其思路,于1958 年制成了第一个集成电路的模型,1959 年德州仪器公司宣布发明集成电路。至此集成电路便诞生了。集成电路发明后,其发展非常迅速,其制作工艺不断进步,规模不断扩大。至今集成电路的集成度已提高了500 万倍,特征尺寸缩小200 倍,单个器件成本下降100 万倍。 3、微电子技术的应用 微电子技术广泛应用于民用、军方、航空等多个方面。现在人类生产的电子产品几乎都应用到了微电子技术。可以这么说微电子技术改变了我们的生活方式。 微电子技术对电子产品的消费市场也产生了深远的影响。价廉、可靠、体积小、重量轻的微电子产品,使电子产品面貌一新;微电子技术产品和微处理器不再是专门用于科学仪器世界的贵族,而落户于各式各样的普及型产品之中,进人普通百姓家。例如电子玩具、游戏机、学习机及其他家用电器产品等。就连汽车这种传统的机械产品也渗透进了微电子技术,采用微电子技术的电子引擎监控系统。汽车安全防盗系统、出租车的计价器等已得到广泛应用,现代汽车上有时甚至要有十几个到几十个微处理器。现代的广播电视系统更是使微电子技术大有用武之地的领域,集成电路代替了彩色电视机中大部分分立元件组成的功能电路,使电视机电路简捷清楚,维修方便,价格低廉。由于采用微电子技术的数字调谐技术,使电视机可以对多达100个频道任选,而且大大提高了声音、图像的保真度。 总之,微电子技术已经渗透到诸如现代通信、计算机技术、医疗卫生、环境工程在源、交通、自动化生产等各个方面,成为一种既代表国家现代化水平又与人民生活息息相关的高新技术。 4、发展趋势

解读《国家集成电路产业发展推进纲要》

解读《国家集成电路产业发展推进纲要》为推动集成电路产业加快发展,工业和信息化部、发展改革委、科技部、财政部等部门编制了《国家集成电路产业发展推进纲要》,并由国务院正式批准发布实施。6月24日,上述部门举行新闻发布会,请工业和信息化部副部长杨学山介绍了《推进纲要》的相关情况。 一、关于《纲要》出台的背景和重要意义 集成电路是当今信息技术产业高速发展的基础和源动力,已经高度渗透与融合到国民经济和社会发展的每个领域,其技术水平和发展规模已成为衡量一个国家产业竞争力和综合国力的重要标志之一。国际金融危机后,发达国家加紧经济结构战略性调整,集成电路产业的战略性、基础性、先导性地位进一步凸显,美国更将其视为未来20年从根本上改造制造业的四大技术领域之首。 加快发展集成电路产业,是推动信息技术产业转型升级的根本要求,是提升国家信息安全水平的基本保障。我国信息技术产业规模多年位居世界第一,2013年产业规模达到12.4万亿元,生产了14.6亿部手机、3.4亿台计算机、1.3亿台彩电,但主要以整机制造为主,由于以集成电路和软件为核心的价值链核心环节缺失,行业平均利润率仅为4.5%,低于工业平均水平1.6个百分点。因此,向以集成电路和软件为核心的价值链核心环节发展,既是产业转型升级的内部动力、也是市场激烈竞争的外部压力。与此同时,我国集成电路产业还十分弱小,远不能支撑国民经济和社会发展以及国家信息安全、国防安全建设需要。2013年我国集成电路进口2313亿美元。 旺盛的国内市场需求也是发展我国集成电路产业的强大动因。我国拥有全球最大、增长最快的集成电路市场,2013年规模达9166亿元,占全球市场份额的50%左右。随着我国经济发展方式的转变、产业结构的加快调整,以及新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展,工业化和信息化深度融合,大力推进信息消费,对集成电路的需求将大幅增长,预计到2015年市场规模将达1.2万亿元。 当前,全球集成电路产业已进入重大调整变革期,给我国集成电路产业发展带来挑战的同时,也为实现赶超提供了难得机遇。在新的历史时期下,《推进纲要》作为今后一段时期指导我国集成电路产业发展的行动纲领,对加快产业发展具有重要意义。 近些年,在市场拉动和政策支持下,我国集成电路产业快速发展,整体实力显著提升。但是也不容忽视,制约我国集成电路产业做大做强的核心技术缺乏,产品难以满足市场需求等问题依然十分突出。究其原因,一是企业融资瓶颈突出。骨干企业自我造血机能差,国内融资成本高,社会资本也因集成电路产业投入资金额大、回报周期相对较长而缺乏投入意愿。二是持续创新能力不强。领军人才匮乏,企业小散弱;全行业研发投入不足英特尔一家公司的六分之一。三是产业发展与市场需求脱节,“芯片-软件-整机-系统-信息服务”产业链协同格局尚未形成,内需市场优势得不到充分发挥。此外,适应产业特点的政策环境不完善也是导致产业竞争力不强的重要原因。通过《推进纲要》的实施,就是要破解上述难题,为产业发展创新良好环境。 二、关于《推进纲要》的主要内容 《推进纲要》分为四个部分,总体可以用“一、二、三、四、五、八”来概括。 第一部分是现状与形势。主要总结了近年来产业发展取得的成绩,分析了存在的问题及

微电子技术的发展历史与前景展望

微电子技术的发展历史与前景展望 姓名:张海洋班级:12电本一学号:1250720044 摘要:微电子是影响一个国家发展的重要因素,在国家的经济发展中占有举 足轻重的地位,本文简要介绍微电子的发展史,并且从光刻技术、氧化和扩散技术、多层布线技术和电容器材料技术等技术对微电子技术做前景展望。 关键词:微电子晶体管集成电路半导体。 微电子学是研究在固体(主要是半导体)材料上构成的微小型化电路、电路及系统的电子学分支,它主要研究电子或粒子在固体材料中的运动规律及其应用,并利用它实现信号处理功能的科学,以实现电路的系统和集成为目的,实用性强。微电子产业是基础性产业,是信息产业的核心技术,它之所以发展得如此之快,除了技术本身对国民经济的巨大贡献之外,还与它极强的渗透性有关。 微电子学兴起在现代,在1883年,爱迪生把一根钢丝电极封入灯泡,靠近灯丝,发现碳丝加热后,铜丝上有微弱的电流通过,这就是所谓的“爱迪生效应”。电子的发现,证实“爱迪生效应”是热电子发射效应。 英国另一位科学家弗莱明首先看到了它的实用价值,1904年,他进一步发现,有热电极和冷电极两个电极的真空管,对于从空气中传来的交变无线电波具有“检波器”的作用,他把这种管子称为“热离子管”,并在英国取得了专利。这就是“二极真空电子管”。自此,晶体管就有了一个雏形。 在1947年,临近圣诞节的时候,在贝尔实验室内,一个半导体材料与一个弯支架被堆放在了一起,世界上第一个晶体管就诞生了,由于晶体管有着比电子管更好的性能,所以在此后的10年内,晶体管飞速发展。 1958年,德州仪器的工程师Jack Kilby将三种电子元件结合到一片小小的硅片上,制出了世界上第一个集成电路(IC)。到1959年,就有人尝试着使用硅来制造集成电路,这个时期,实用硅平面IC制造飞速发展.。 第二年,也是在贝尔实验室,D. Kahng和Martin Atalla发明了MOSFET,因为MOSFET制造成本低廉与使用面积较小、高整合度的特点,集成电路可以变得很小。至此,微电子学已经发展到了一定的高度。 然后就是在1965年,摩尔对集成电路做出了一个大胆的预测:集成电路的芯片集成度将以四年翻两番,而成本却成比例的递减。在当时,这种预测看起来是不可思议,但是现在事实证明,摩尔的预测诗完全正确的。 接下来,就是Intel制造出了一系列的CPU芯片,将我们完全的带入了信息时代。 由上面我们可以看出,微电子技术是当代发展最快的技术之一,是电子信息产业的基础和心脏。时至今日,微电子技术变得更加重要,无论是在航天航空技术、遥测传感技术、通讯技术、计算机技术、网络技术或家用电器产业,都离不开微电子技术的发展。甚至是在现代战争中,微电子技术也是随处可见。在我国,已经把电子信息产业列为国民经济的支拄性产业,微电子信息技术在我国也正受到越来越多的关注,其重要性也不言而喻,如今,微电子技术已成为衡量一个国家科学技术进步和综合国力的重要标志,微电子科学技术的发展水平和产业规模是一个国家经济实力的重要标志。

中国集成电路产业人才情况

我国信息技术产业规模多年位居世界第一,但由于以集成电路和软件为核心的价值链的核心环节自主性不强,行业平均利润率较低。只有做强、做大中国集成电路产业,才能够从根本上保证信息产业的长期繁荣和发展,也才能从根本上保证中国的信息安全和国家安全。 长期以来,政府非常重视集成电路产业的发展。2000 年6月,国务院印发《鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》。2006 年《国家中长期科技规划纲要》中的16 个国家科技重大专项,01、02 专项都是专攻集成电路,03 专项重点之一,也是集成电路。2011 年1 月,国务院印发《进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》。2014 年6 月,国务院发布《国家集成电路产业发展推进纲要》。 2016 年,我国集成电路产业继续保持高速增长的势头。根据中国半导体行业协会2017 年的最新统计,2016 年中国集成电路产业销售额高达4335.5 亿元,比上年增长20.1%。产业结构上,芯片设计业与芯片制造业所占比重呈逐渐上升的趋势。芯片制造业继续保持高速增长态势,设计业总规模首次超过封装测试业,位列第一。2015-2016 年,中国集成电路芯片设计业年增长率24.1%,封装测试业年增长率13.03%,芯片制造业年增长率25.1%。 芯片设计业继续高速增长,2016 年行业销售收入为1644.3亿元,比2015 年的1325.0 亿元增长24.1%,中国集成电路设计业全球销售达到247.3 亿美元(按1:6.65 美元汇率折算),占全球集成电路设计业的比重提升至27.82%(IC Insights:2016 年全球Fabless 公司

未来十年中国集成电路产业的发展机遇与挑战

未来十年中国集成电路产业的发展机遇与挑战 若干年之后如果再回过头来看,2010年将会成为中国集成电路产业发展史上的一个重要的里程碑年份。因为它是几个重要事件的节点,一是国发[2000]18号文即《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》颁布十周年。同时,国家扶持和鼓励集成电路产业发展的新的优惠政策——业界称新18号文经过长期酝酿和准备,有可能在年底正式推出。二是今年是“十二五”承上启下的一年,“十二五”集成电路产业专项规划正在紧锣密鼓制定之中,产业主管部门正在动员各方力量“总结成果,破解难题,规划未来”,明年正式出台的新的规划蓝图将对未来五年我国集成电路产业发展产生重大的深远的影响;三是由于2008-2009年经济危机的影响,全球产业资源进行了一轮很猛烈的重组,2010年世界集成电路产业走出全球金融危机的阴影,站在一个新的起点上,进入新一轮增长期,产业链各个环节的企业都在重新布局调整,抢点新的竞争制高点。 这是一个回顾过去,展望未来,制定行动计划的时刻。 过去十年我国集成电路产业所取得的发展成就,有目共睹,不少业内人士进行了很好的总结和归纳,无需赘言。未来十年,我国集成电路产业面临那些大的发展机遇?如何把握机遇在国际竞争中不断发展壮大却是值得业界认真思考的问题。 在全球集成电路产业价值链创造中中国的位置 在经济全球化和区域经济一体化的进程中,集成电路产业可以说是国际化竞争最激烈,产业资源全球流动和配置最为彻底的产业之一,任何一个国家和地区在集成电路产业价值创造体系中都自觉或不自觉的被推到了“最能发挥资源禀赋,形成国际比较优势”的产业链位置,这一结果是通过国际竞争和资源流动自然形成的。通过下面的表格可以比较直观的看出中国目前在全球集成电路产业价值链创造中的位置。 表一,全球集成电路产业价值链创造中中国的位置(2007)(单位:十亿美元) 中国集成电路产业的特点是市场需求大,产业规模小,绝大部分产品依赖进口。本土设计、生产的集成电路产品只能满足国内约24%的需求,我国每年进口的集成电路产品超过1000亿美元,是排名第一的大宗进口产品,其进口额超过了石油和钢材进口额的总和。美欧日韩凭借技术领先战略,主导着产业和技术发展方向,作为后进国家我们还处在“追随”和“赶超”的位置,从产业分工和价值链来看,我们处在从价值链底端向上爬升的过程。 表二,全球半导体区域市场需求规模与产值创造比较表(2009)(单位:十亿美元) 资料来源:WSTS(2010/02);工研院IEK IT IS计划(2010、04) 从表二可以看出全球集成电路的市场和产业格局,基本上北美是供应商,亚太是消费者,欧洲和日本每年创造的产值与消耗掉的集成电路产品大体相当,其中日本在集成电路设备和技术上有一定优势,产值略大于消费。如果把区域概念浓缩一下,北美以美国为主,亚太以中国为主进行对比,可以发现两国形成非常强的互补与对接,中国每年进口超过1000亿美元的集成电路产品,约占全球市场的一半,而美国集成电路产业每年创造1000多亿美元的产值,绝大部分产品销往了中国。中国是全球集成电路的“消费中心”,美国则是“利润中心”。 从华虹NEC 909工程上马时,国家高层领导在政治局会议上表态“砸锅卖铁也要搞半导体”,到2000年国务院18号文件的出炉,再到最近提出“拥有强大的集成电路产业和技术,是迈向创新型国家的重要标志”无不彰显着国家意志与决心。但是在全球集成电路产业分工体系和密如蛛网的“协约”、“标准”、“

对半导体技术、微电子技术、集成电路技术三者的浅略认识

对半导体技术、微电子技术、集成电路技术三者的浅略认识 一、半导体技术、微电子技术、集成电路技术三者的联系与区别 我们首先从三者的概念或定义上来分别了解一下这三种技术。 半导体技术就是以半导体为材料,制作成组件及集成电路的技术。在电子信息方面,绝大多数的电子组件都是以硅为基材做成的,因此电子产业又称为半导体产业。半导体技术最大的应用便是集成电路,它们被用来发挥各式各样的控制功能,犹如人体中的大脑与神经。 微电子技术是随着集成电路,尤其是超大型规模集成电路而发展起来的一门新的技术,是建立在以集成电路为核心的各种半导体器件基础上的高新电子技术,为微电子学中的各项工艺技术的总和。 集成电路技术,在电子学中是一种把电路小型化的技术。采用一定的工艺,把一个电路中所需的各种电子元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构。(以上三者概念均来源于网络)这般看来,三者概念上互相交叉,却也略有区别。依我这个初次接触这三个名词、对电子信息几乎一窍不通的大一新生来看,半导体技术是其他二者技术的基础,因为半导体是承载整个电子信息的基石,不管是微电子还是集成电路,便是以半导体为材料才可以建造、发展。而微电子技术,个人感觉比较广泛,甚至集成电路技术可以包含在微电子技术里。除此之外,诸如小型元件,如纳米级电子元件制造技术,都可以归为微电子技术。而集成电路技术概念上比较狭窄,单单只把电路小型化、集成化技术,上面列举的小型元件制造,便不能归为集成电路技术,但可以归为微电子技术。以上便是鄙人对三者概念上、应用上联系与区别的区区之见,如有错误之处还望谅解。 二、对集成电路技术的详细介绍 首先我们了解一下什么是集成电路。 集成电路是一种微型电子器件或部件。人们采用一定的工艺,把一个电路中所需的各种元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构。其中所有元件在结构上已组成一个整体,使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。集成电路具有体积小,重量轻,引出线和焊接点少,寿命长,可靠性高,性能好等优点,同时成本低,便于大规模生产。 而简单来说,集成电路技术便是制造集成电路的技术方法。它涉及半导体器件物理、微电子学、电子学、无线电、光学以及信息学等学科领域的知识。 从产业分工角度,集成电路技术可以分为集成电路加工技术、集成电路测试封装技术以及集成电路设计技术等几方面。 1. 集成电路加工技术 集成电路加工技术主要是通过物理或化学手段在硅材料上生成半导体器件(比如场效应管)以及器件之间的物理互连。这些器件以及器件之间的互连构成的电路功能要符合系统设计要求。集成电路加工技术涉及的知识包括半导体器件物理、精密仪器、光学等领域,具体应用在工艺流程中,包括注入、掺杂、器件模型、工艺偏差模型、成品率分析以及工艺过程设计等。在近十几年的时间里,集成电路加工工艺水平一直按照摩尔(Moore)定律在快速发展。 2.集成电路测试、封装技术 集成电路测试包括完成在硅基上产生符合功能要求的电路后对裸片硅的功能和性能的

集成电路技术及其发展趋势

集成电路技术及其发展趋势 摘要目前,以集成电路为核心的电子产业已超过以汽车、石油、钢铁为代表的传统工业成为第一大产业,成为改造和拉动传统产业迈向数字时代的强大引擎和雄厚基石。作为当今世界竞争的焦点,拥有自主知识产权的集成电路已日益成为经济发展的命脉、社会进步的基础、国际竞争的筹码和国家安全的保障。 关键词集成电路系统集成晶体管数字技术

第一章绪论 1947年12月16日,基于John Bardeen提出的表面态理论、Willianm Shockley给出的放大器基本设想以及Walter Brattain设计的实验,美国贝尔实验室第一次观测到具有放大作用的晶体管。1958年12月12日,美国德州仪器公司的Jack 发明了全世界第一片集成电路。这两项发明为微电子技术奠定了重要的里程碑,使人类社会进入到一个以微电子技术为基础、以集成电路为根本的信息时代。50多年来,集成电路已经广泛地应用于军事、民用各行各业、各个领域的各种电子设备中,如计算机、手机、DVD、电视、汽车、医疗设备、办公电器、太空飞船、武器装备等。集成电路的发展水平已经成为衡量一个国家现代化水平和综合实力的重要标志[1]。 现代社会是高度电子化的社会。在日常生活中,小到电视机、计算机、手机等电子产品,大到航空航天、星际飞行、医疗卫生、交通运输等行业的大型设备,几乎都离不开电路系统的应用。构成电路系统的基本元素为电阻、电容、晶体管等元器件。早期的电路系统是将分立的元器件按照电路要求,在印刷电路板上通过导线连接实现的。由于分立元件的尺寸限制,在一块印刷电路板上可容纳的元器件数量有限。因此,由分立元器件在印刷电路板上构成的电路系统的规模受到限制。同时,这种电路还存在体积大、可靠性低及功耗高等问题。 半导体集成电路是通过一系列特定的加工工艺,将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件,按照一定的电路规则,互连“集成”在一块半导体单晶片上。封装在一个外壳内,执行特定的电路或系统功能。与印刷电路板上电路系统的集成不同,在半导体集成电路中,构成电路系统的所有元器件及其连线是制作在同一块半导体材料上的,材料、工艺、器件、电路、系统、算法等知识的有机“集成”,使得电路系统在规模、速度、可靠性和功耗等性能上具有不可比拟的优点,已经广泛的应用于日常生活中。半导体集成电路技术推动了电子产品的小型化、信息化和智能化进程。它彻底改变了人类的生活方式,成为支撑现代化发展的基石[2]。 1959年,英特尔(Intel)的始创人,Jean Hoerni 和Robert Noyce,在Fairchild Semiconductor开发出一种崭新的平面科技,令人们能在硅威化表面铺上不同的物料来制作晶体管,以及在连接处铺上一层氧化物作保护。这项技术上的突破取代了以往的人手焊接。而以硅取代锗使集成电路的成本大为下降,令

微电子技术在医学中的应用

微电子技术在医学中的应用 随着科技的迅速发展,和医疗水平息息相关的电子技术应用也越来越广泛。微电子技术的发展大大方便了人们的生活,随着微电子技术的发展,生物医学也在快速的发展,微电子技术过去在医学中的主要是应用于各类医疗器械的集成电路,在未来主要是生物芯片。生物芯片技术在医学、生命科学、药业、农业、环境科学等凡与生命活动有关的领域中均具有重大的应用前景。微电子技术与生物医学之间有着非常紧密的联系。 生物医学电子学是由微电子学、生物和医学等多学科交叉的边缘科学,为使得生物医学领域的研究方式更加精确和科学,所以将电子学用于生物医学领域。在生物医学与电子学交叉作用部分中最活跃、最前沿、作用力最大的一项关键技术就是微电子技术。特别是随着集成电路集成度的提高和超大规模集成电路的发展,元件尺寸达到分子级,进入了分子电子学时代,用有机化合物低分子、高分子和生物分子作芯片,它们具有识别、采集、记忆、放大、开关、传导等功能,更大大促进了医学电子学的发展。 以下将主要从生物医学传感器、植入式电子系统、生物芯片这三个方面结合当前国际上最新进展来介绍两者之间的关系与发展。 一、生物医学传感器 生物医学传感器是连接生物医学和电子学的桥梁。它的作用是把人体中和生物体包含的生命现象、性质、状态、成分和变量等生理信息转化为与之有确定函数关系的电子信息。生物医学传感器技术是生物医学电子学中一项关键的技术,是发展生物技术必不可少的一种先进的检测方法与监控方法,也是物质分子水平的快速、微量分析方法。因为生物传感器专一、灵敏、响应快等特点,为基础医学研究及临床诊断提供了一种快速简便的新型方法,在临床医学中发挥着越来越大的作用,意义极为重大。 常见的生物医学传感器主要可分为以下几种:电阻式传感器,电感式传感器,电容式传感器,压电式传感器,热电式传感器,光电传感器以及生物传感器等。 医学领域的生物传感器发挥着越来越大的作用。在临床医学中,酶电极是最早研制且应用最多的一种传感器。利用具有不同生物特性的微生物代替酶,可制成微生物传感器,广泛应用于:药物分析、肿瘤监测、血糖分析等。 生物医学传感器相较于传统医疗方式具有以下特点: 1、生物传感器采用固定化生物活性物质作催化剂,价值昂贵的试剂可以重复多次使用,克服了过去酶法分析试剂费用高和化学分析繁琐复杂的缺点。因此,这一技成本低,在连续使用时,每例测定仅需要几分钱人民币,术在很大程度上减轻病患医疗费用上的负担。

2019年北大软件与微电子学院集成电路工程考研复试时间复试内容复试流程复试资料及经验

2019年北大软件与微电子学院集成电路工程考研复试时间复试内容 复试流程复试资料及经验 随着考研大军不断壮大,每年毕业的研究生也越来越多,竞争也越来越大。对于准备复试的同学来说,其实还有很多小问题并不了解,例如复试考什么?复试怎么考?复试考察的是什么?复试什么时间?复试如何准备等等。今天启道小编给大家整理了复试相关内容,让大家了解复试,减少一点对于复试的未知感以及恐惧感。准备复试的小伙伴们一定要认真阅读,对你的复试很有帮助啊! 专业介绍 集成电路是二十世纪的人类最重要科技发明之一,它的发明标志着人类进入信息时代。集成电路被广泛运用于国家经济建设、社会发展和国防安全的方方面面,起到了不可替代的核心作用。 集成电路工程是研究生层次招生专业,属于电子科学与技术、仪器科学与技术、电气工程、控制科学与工程、信息与通信工程等一级学科交叉领域。本专业是信息科学的重要组成部分,其主要理论和方法已广泛应用于信息科学的各个领域。 复试时间 复试时间:3月19、20日; 复试地点:软件与微电子学院(大兴校区)(地址:北京市大兴工业开发区金苑路24号)。 复试内容(科目) 复试分数线

复试流程 (1) 院系应及时公布复试细则(含复试时间、地点和复试成绩计算规则等信息)和复试名单。考生可登录院系网站查询,并按要求参加复试。 (2) 硕士研究生招生考试复试费标准为 100 元/人次,由院系于复试前收取。参加两次及以上专家组复试的复试费按次收取。 (3) 复试专家组秘书要在复试时填写《北京大学 2018 年硕士研究生招生复试情况记录表》。 (4) 复试可结合学科特点和培养要求,通过笔试、面试、实践操作等灵活多样的方式突出对考生专业素质、实践能力和创新精神的方面的考核。 如仅对考生进行面试,院系须设立一定数量的题库,事先确定评分标准,由考生随机抽取适量的试题进行回答。试题难度要适中,并应尽量避免问题的随意性和偶然性。综合面试

集成电路产业形态的演变和发展机遇

集成电路产业形态的演变和发展机遇 王熳菲1140302105 新技术的涌现和重大发明、发现推动社会文明的不断进步,人类社会从最初的石器时代发展到青铜器时代、蒸汽机时代、电气时代,直至当今的信息时代。集成电路技术的不断进步推动着计算机等产品的更新换代,同时也推动着整个信息产业的蓬勃发展。连续10余年来,中国大陆集成电路的进口额已超过石油的进口,2011年达到1702亿美元。集成电路产业已经凸显为我国最重要的战略产业之一。 1.集成电路产业的战略意义 集成电路产业是最能体现知识经济特征的高技术产业。一是产业结构的不断演变,经过几十年飞跃式的发展,集成电路产业从最初以“全能型”企业为主体的产业结构,转变为产业集群与专业垂直分工越来越清晰的产业结构,这也是从综合发展模式向专业发展模式的演变,这种产业结构的变化是为了适应激烈的竞争、实现最大价值的内在要求。二是技术对市场的贡献度逐渐加大,集成电路是技术和市场共同驱动的产业,全球半导体企业对先进工艺的研发工作一直没有停滞,按照ITRS路线图,至2012年时已经达到22纳米,未来还有14纳米、10纳米和7纳米3个可能的工艺节点。技术的飞速发展带动了市场规模的扩大和相关产业的进步。 2.世界集成电路产业发展的形态演变 全球集成电路产业格局受到技术升级和金融危机的双重影响,正在进行新一轮的产业升级和格局调整,在技术转移、技术工艺、产业生态等方面呈现出了新的特征与趋势。 2.1地区形态:世界集成电路产业转移延续“雁型模式” 日本经济学家赤松要在1956年提出了产业发展的“雁型模式”,描述产业产生、发展的动态传导过程。在过去的近半个世纪,世界集成电路产业经历了两次产业转移:第一次在20世纪70年代末,从美国转移到了日本,造就了富士通、日立、东芝、NEC等世界顶级的集成电路制造商;第二次在20世纪80年代末,韩国与我国台湾成为集成电路产业的主力军。继美国、日本之后,韩国成为世界第三个半导体产业中心。同时,世界集成电路的区域外包与产业转移也伴随着一定的技术特征。第一阶段的产业转移主要为封装测试环节,如美国飞兆半导体公司率先将封装环节转移到了香港。第二阶段的产业转移主要为制造环节,中国、马来西亚、韩国、新加坡都成为世界集成电路的制造大国。第三阶段为设计环节外包。近几年来,随着亚太地区集成电路产业的飞速发展,美国集成电路企业开始逐渐将部分设计环节外包,形成了世界集成电路产业转移的第三阶段。目前,凭借巨大的市场需求、较低的生产成本、丰富的人力资源,以及稳定的经济发展和优越的政策扶持等众多优势条件,中国已经成为亚太地区集成电路制造和消费大国,亚洲制造从某种程度上正被“中国制造”取代。未来,随着全球集成电路制造技术的发展和制造成本等条件的变化,以及中国集成电路产业技术能力的提升,中国将承接更多高附加值的集成电路技术环节,而集成电路传统制造业将呈现出产业再次向外转移的趋势,由中国等发展中国家向后发展中国家逐步转移。 2.2技术形态:世界集成电路产业“后摩尔时代”的多样化选择 自1965年提出“摩尔定律”以来,世界半导体产业一直朝着更高的性能、更低的成本、更大的市场方向发展。然而,随着半导体技术逐渐逼近硅工艺尺寸极限,摩尔定律“芯片集成度约每隔两年翻一倍,性能提升一倍”的预测受到挑战。为此,国际半导体技术路线图组织(ITRS)在2005年的技术路线图中,提出了“后摩尔时代”的概念。

(完整word版)微电子技术概论期末试题

《微电子技术概论》期末复习题 试卷结构: 填空题40分,40个空,每空1分, 选择题30分,15道题,每题2分, 问答题30分,5道题,每题6分 填空题 1.微电子学是以实现电路和系统的集成为目的的。 2.微电子学中实现的电路和系统又称为集成电路和集成系统,是微小化的。 3.集成电路封装的类型非常多样化。按管壳的材料可以分为金属封装、陶瓷封装和塑料封装。 4.材料按其导电性能的差异可以分为三类:导体、半导体和绝缘体。 5. 迁移率是载流子在电场作用下运动速度的快慢的量度。 6.PN 结的最基本性质之一就是其具有单向导电性。 7.根据不同的击穿机理,PN 结击穿主要分为雪崩击穿和隧道击穿这两种电击穿。 8.隧道击穿主要取决于空间电荷区中的最大电场。 9. PN结电容效应是PN结的一个基本特性。 10.PN结总的电容应该包括势垒电容和扩散电容之和。 11.在正常使用条件下,晶体管的发射结加正向小电压,称为正向偏置,集电结加反向大电压,称为反向偏置。 12.晶体管的直流特性曲线是指晶体管的输入和输出电流-电压关系曲线, 13.晶体管的直流特性曲线可以分为三个区域:放大区,饱和区,截止区。 14.晶体管在满足一定条件时,它可以工作在放大、饱和、截止三个区域中。 15.双极型晶体管可以作为放大晶体管,也可以作为开关来使用,在电路中得到了大量的应用。 16. 一般情况下开关管的工作电压为 5V ,放大管的工作电压为 20V 。 17. 在N 型半导体中电子是多子,空穴是少子; 18. 在P 型半导体中空穴是多子,电子是少子。 19. 所谓模拟信号,是指幅度随时间连续变化的信号。 20. 收音机、收录机、音响设备及电视机中接收、放大的音频信号、电视信号是模拟信号。 21. 所谓数字信号,指在时间上和幅度上离散取值的信号。 22. 计算机中运行的信号是脉冲信号,但这些脉冲信号均代表着确切的数字,因而又叫做数字信号。 23. 半导体集成电路是采用半导体工艺技术,在硅基片上制作包括电阻、电容、二极

未来5年中国集成电路产业发展预测分析

未来5年中国集成电路产业发展预测分析 1.1全球集成电路产业销售规模 根据中投产业研究院发布的《2020-2024年中国集成电路产业投资分析及前景预测报告》,2020年第一季度全球半导体市场销售额1046亿美元,同比增长6.9%。而第二季度全球市场增速则略有下滑,较上年同期成长5.1%。2020年上半年全球增速为4.5%。从区域上看,上半年美洲地区销售强劲,成长最惊人,较上年同期成长18.5%,大陆市场成长5%,亚太/所有其他地区成长1%,但日本和欧洲分别下跌1.5%和8%。而从全年看,根据WSTS发布的行业预测报告显示,2020年全球半导体产业销售额将达到4260亿美元,相较于2019年的4123亿成长3.3%,2021年则会成长6.2%。不过相关机构也提示,2020年第二季半导体销售虽然维持稳定,但由于持续的宏观经济逆风,2020年下半年半导体市场仍存在很大不确定性。 图表2019-2020年全球各区域市场销售规模统计 单位:亿美元 数据来源:SIA(2020年上半年) 1.2中国集成电路市场规模分析 根据中投产业研究院发布的《2020-2024年中国集成电路产业投资分析及前景预测报告》,2019年中国集成电路产业销售额为7562.3亿元,同比增长15.8%。其中,设计业销售额为3063.5亿元,同比增长21.6%;制造业销售额为2149.1亿元,同比增长18.2%;封装测试业销售额2349.7亿元,同比增长7.1%。

2020年上半年,我国集成电路产业销售额达到3539亿元,同比增长16.1%。其中,我国集成电路设计行业上半年销售额为1490.6亿元,同比增长23.6%。制造行业上半年销售额为966亿元,同比增长17.8%;封测行业上半年销售额为1082.4亿元,同比增长5.9%。 图表2015-2020年中国集成电路产业销售收入规模及增长情况 数据来源:中国半导体行业协会 1.3中国集成电路重点政策解读 根据中投产业研究院发布的《2020-2024年中国集成电路产业投资分析及前景预测报告》,为进一步优化集成电路产业和软件产业发展环境,深化产业国际合作,提升产业创新能力和发展质量,2020年8月,国务院印发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》(简称《若干政策》)。 集成电路产业和软件产业是信息产业的核心,是引领新一轮科技革命和产业变革的关键力量。2000年国务院就印发了《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》的18号文件,2011年又印发了《进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》的4号文件。业内将这份《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》称为“8号文”。 《若干政策》指出,国务院明确鼓励28纳米以下生产,对经营期大于15年的此类产品生产企业或者项目,第一年至第十年都免征企业所得税。这是在鼓励加快国产替代的进程,降低对海外的依赖。《若干政策》明确,凡在中国境内设立的集成电路企业和软件企业,不分所有制性质,均可按规定享受相关政策。鼓励和倡导集成电路产

国内外集成电路产业的差距及其发展设想

国内外集成电路产业的差距及其发展设想 摘要:集成电路产业是一个国家现代工业的基础,在国民经济和国防建设中有举足轻重的地位。本文首先回顾了世界集成电路的发展历程以及中国集成电路的发展状况,然后先在集成电路产业的三个部分—设计业,制造业,封装测试业分析了中外的技术差距,之后又从集成电路的创新性,研发投入,人才层面,产业结构等方面进行了分析。最后对世界集成电路的未来发展提出了自己的设想。 关键词:集成电路,发展设想,中国集成电路产业,中外技术差距 集成电路产业是信息产业的核心和灵魂,是信息化和网络化时代的基石。集成电路产业在国民经济和国防建设中具有举足轻重的地位,它是大国竞争的焦点,是国民经济发展的“倍增器”,其对传统产业的改造是提升传统产业竞争力的重要途径。同时,集成电路产业是知识密集、技术密集和资金密集型产业,世界集成电路产业发展异常迅速,技术进步日新月异我国正处在信息化加速发展的时期,信息产业发展进入到由大到强转变的新阶段,迫切需要加快做强集成电路产业,为做大做强信息产业,保障国家信息安全提供支撑。因此,集成电路产业的发展对我国具有重大战略意义。 一.集成电路简介及其发展历程 集成电路是在微电子学的基础上,将晶体管等有源元件和电阻、电容等无源元件,按照一定电路“集成”在一起,完成特定的电路或功能的系统。集成电路技术包括半导体材料及器件物理,集成电路及系统的设计原理和技术,芯片加工工艺、功能和特性测试技术等。集成电路按功能可分为:数字集成电路、模拟集成电路、微波集成电路及其他集成电路,其中,数字集成电路是近年来应用最广、发展最快的集成电路品种 集成电路的发展是在应用需求的基础上,依托一系列的创新发展起来的。它的发展一直遵循摩尔定律,即在集成电路的单个芯片上集成的元件数,即集成电路的集成度,每18个月增加一倍.即集成度每三年翻两番.特征尺寸缩小1.414倍,而且集成电路芯片的需求量也以相同的速度增加,在集成电路性能提高的同时价格下降。 集成电路的发展分为三个阶段。 第一阶段:晶体管的发明极大地推动了当时集成电路技术的发展。美国TI公司的J S Kilby 于1958年9月12日在实验室实现了第一个集成电路震荡器的演示实验,标志着集成电路的诞生。在集成电路的第一阶段发展过程中,平面技术的发明是推动集成电路产业化的关键技 术基础。现代平面技术包括氧化、扩散、薄膜生长和 光刻刻蚀等技术。其中光刻技术是另一关键技术。光 刻是一种精密的表面加工技术,目前集成电路技术中 主流的光刻技术加工的线条宽度已在超深亚微米量 级。同时,集成电路的设计也有了极大发展推动了它 的发展。微处理器的发明是集成电路设计一个具有里 程碑意义的事件。现在大规模集成电路的设计多以EDA为工具进行电路的设计。 第二阶段:在这一阶段中,集成电路按摩尔定律以特征尺寸缩小、集成度增加的一维方式发展。光刻技术的进一步改进对特征尺寸的按比例缩小起了关键作用。此外,铜互连技术的发明对这一阶段的发展也起到了重要作用。在传统集成电路中主要采用铝导线互连工艺。物理分析表明,采用铜替代铝作为互连后,无沦是电路的性能还是可靠性都得到显著的改善。但由于一些关键的技术和物理州题一直得不到解决,人们对铜互连只能停留在“望梅止渴”的阶段。直到大马士革工艺的发明才真正使铜互连技术成为现实。

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