第1章13微电子技术
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计算机基础-第1章-真题整理
第一章信息技术概述习题集1.1 信息与信息技术1.1.1信息与信息处理T[6].信息是人们认识世界和改造世界的一种基本资源。
T[2].信息是事物运动的状态及状态变化的方式，世间一切事物都会产生信息。
A[34]. 信息处理过程可分若干个阶段，其第一阶段的活动主要是________A、信息的收集B、信息的加工C、信息的存储D、信息的传递F[19].信息处理过程就是人们传递信息的过程。
A[7]. 一般而言，信息处理的内容不包含________A.查明信息的来源与制造者B.信息的收集和加工C.信息的存储与传递D.信息的控制与显示D [30].下列关于信息的叙述错误的是________。
A.信息是指事物运动的状态及状态变化的方式B.信息是指认识主体所感知或所表述的事物运动及其变化方式的形式、内容和效用C.在计算机信息系统中，信息是对用户有意义的数据，这些数据将可能影响到人们的行为与决策D.在计算机信息系统中，信息是数据的符号化表示F1、信息处理过程就是人们传递信息的过程1.1.2信息技术和信息产业T[20].现代信息技术涉及众多领域，例如通信、广播、计算机、微电子、遥感遥测、自动控制、机器人等。
T[28].信息技术主要包括信息获取与识别技术、通信与存储技术、计算技术、控制与显示技术等内容。
T[7].现代信息技术涉及众多领域，例如通信、广播、计算机、微电子、遥感遥测、自动控制、机器人等。
C[29]. 信息技术是指用来扩展人们信息器官功能、协助人们进行信息处理的一类技术，其中________可以帮助扩展人的效应器官的功能。
A.计算技术B.通信与存储技术C.控制与显示技术D.感知与识别技术C[27].使用现代信息技术可以帮助扩展人的信息器官功能，例如，使用________可以帮助扩展人的大脑的功能。
A、感测与识别技术B、通信技术C、计算与存储技术D、控制与显示技术A.C[23].与信息技术中的感测、通信等技术相比，计算与存储技术主要用于扩展人的_____大脑___的功能。
微电子封装技术知到章节答案智慧树2023年潍坊学院
微电子封装技术知到章节测试答案智慧树2023年最新潍坊学院第一章测试1.封装会使芯片包裹的更加紧实，因此提供散热途径不是芯片封装要实现的功能。
（）参考答案:错2.按照封装中组合使用的集成电路芯片的数目，芯片封装可以分为单芯片封装和多芯片封装两类。
（）参考答案:对3.按照针脚排列方式的不同，针栅排列可以提供较高的封装密度，其引脚形式为（）。
参考答案:底部引脚形态4.针栅阵列式封装的引脚分布形态属于（）。
参考答案:底部引脚5.集成电路的零级封装，主要是实现（）。
参考答案:芯片内部器件的互连;芯片内部不同功能电路的连接第二章测试1.硅晶圆可以直接用来制造IC芯片而无需经过减薄处理工艺。
（）参考答案:错2.当金-硅的质量分数为69%和31%时能够实现共熔，且共熔温度最低。
（）参考答案:对3.玻璃胶粘贴法仅适用于（）。
参考答案:陶瓷封装4.以下芯片互连方式，具有最小的封装引线电容的是（）。
参考答案:FC焊接5.集成电路芯片封装的工序一般可分为（）。
参考答案:前道工序;后道工序第三章测试1.轴向喷洒涂胶工艺的缺点为成品易受到水气侵袭。
（）参考答案:对2.碳化硅是半导体，因此它不能作为陶瓷封装的材料。
（）参考答案:错3.陶瓷封装工艺首要的步骤是浆料的制备，浆料成分包含了无机材料和（）。
参考答案:有机材料4.金属封装所使用的的材料除了可达到良好的密封性之外，还可提供良好的热传导及（）。
参考答案:电屏蔽5.降低密封腔体内部水分的主要途径有以下几种（）。
参考答案:采取合理的预烘工艺;尽量降低保护气体的湿度;避免烘烤后管壳重新接触室内大气环境第四章测试1.双列直插封装的引脚数可达1000以上。
（）参考答案:错2.球栅阵列封装形式的芯片无法返修。
（）参考答案:错3.以下封装方式中，具有工业自动化程度高、工艺简单、容易实现量产的封装形式为（）。
参考答案:塑料双列直插式封装4.载带球栅阵列封装所用的焊球，其成分为（）。
参考答案:90%Pb-10%Sn5.陶瓷熔封双列直插式封装结构简单，其三个基本零部件为（）。
第章sopc技术概述
Nios II /f (快速)
Nios II /s (标准) Nios II /e (经济)
针对最佳性能优化 平衡性能和尺寸 针对逻辑资源占用优化
6级 1 周期 动态 可设置 可设置
5级 3 周期 静态 可设置 无
无 软件仿真实现 无 无 无
256
256
256
1.3 Nios II软核简介
❖ 外设的可定制性
Altera公司NIOS和NIOS II Xilinx的MicroBlaze
1.3 Nios II软核简介
❖ Nios II是Altera公司2004年6月推出的第二代软核处理器。 ❖ 相对于Nios，Nios II 性能更高，占用FPGA的资源更少，
而与之配套的开发环境更先进，有更多的资源可供用户使用。 ❖ Nios II系列32位RISC嵌入式处理器具有超过200 DMIP的性
1.2 基本概念
❖ 软核
IP软核通常是用HDL文本形式提交给用户，它经过 RTL级设计优化和功能验证，但其中不含有任何具 体的物理信息。据此，用户可以综合出正确的门电 路级设计网表，并可以进行后续的结构设计，具有 很大的灵活性，借助于EDA综合工具可以很容易地 与其他外部逻辑电路合成一体，根据各种不同半导 体工艺，设计成具有不同性能的器件。软IP内核也 称为虚拟组件（VC-Virtual Component）。
1.3 Nios II软核简介
定时器/计数器 用户逻辑接口 外部SRAM接口
SDR SDRAM
PCI DDR2 SDRAM
SHA-1
外部三态桥接 EPCS串行闪存控制 器
JTAG UARTC S8900 10Base-T接口
片内ROM
直接存储器通道 (DMA)
第1章集成电路设计导论
第1章 集成电路设计导论
1、微电子（集成电路）技术概述 2、集成电路设计步骤及方法
1
集成电路设计步骤
➢ “自底向上”（Bottom-up）
“自底向上”的设计路线，即自工艺开始，先进行单元设 计，在精心设计好各单元后逐步向上进行功能块、子系统 设计直至最终完成整个系统设计。在模拟IC和较简单的数 字IC设计中，大多仍采用“自底向上”的设计方法 。
5
半定制方法
半定制的设计方法分为： 门阵列（GA：Gate Array）法； 门海（GS：Sea of Gates）法； 标准单元（SC: Standard Cell）法； 积木块（BB：Building Block Layout）； 可编程逻辑器件（PLD：Programmable Logic Device)设计法。
标准单元法也存在不足：பைடு நூலகம்
(1) 原始投资大：单元库的开发需要投入大量的人力物力；当工艺变化时， 单元的修改工作需要付出相当大的代价，因而如何建立一个在比较长的时 间内能适应技术发展的单元库是一个突出问题。 (2) 成本较高：由于掩膜版需要全部定制，芯片的加工也要经过全过程，因 而成本较高。只有芯片产量达到某一定额(几万至十几万)，其成本才可接受。
不满足 后仿真
满足
VLS流I数片、字封I装C、的测设试 计流图
功能要求
系统建模 （Matlab等）
不满足 电路仿真
满足 手工设计
版图 不满足
后仿真 满足
模流拟片、IC封的装、设测计试 流图
3
集成电路设计方法
➢ 全定制方法（Full-Custom Design Approach） ➢ 半定制方法（Semi-Custom Design Approach）
1、微电子（集成电路）技术概述 2、集成电路设计步骤及方法
1
集成电路设计步骤
➢ “自底向上”（Bottom-up）
“自底向上”的设计路线，即自工艺开始，先进行单元设 计，在精心设计好各单元后逐步向上进行功能块、子系统 设计直至最终完成整个系统设计。在模拟IC和较简单的数 字IC设计中，大多仍采用“自底向上”的设计方法 。
5
半定制方法
半定制的设计方法分为： 门阵列（GA：Gate Array）法； 门海（GS：Sea of Gates）法； 标准单元（SC: Standard Cell）法； 积木块（BB：Building Block Layout）； 可编程逻辑器件（PLD：Programmable Logic Device)设计法。
标准单元法也存在不足：பைடு நூலகம்
(1) 原始投资大：单元库的开发需要投入大量的人力物力；当工艺变化时， 单元的修改工作需要付出相当大的代价，因而如何建立一个在比较长的时 间内能适应技术发展的单元库是一个突出问题。 (2) 成本较高：由于掩膜版需要全部定制，芯片的加工也要经过全过程，因 而成本较高。只有芯片产量达到某一定额(几万至十几万)，其成本才可接受。
不满足 后仿真
满足
VLS流I数片、字封I装C、的测设试 计流图
功能要求
系统建模 （Matlab等）
不满足 电路仿真
满足 手工设计
版图 不满足
后仿真 满足
模流拟片、IC封的装、设测计试 流图
3
集成电路设计方法
➢ 全定制方法（Full-Custom Design Approach） ➢ 半定制方法（Semi-Custom Design Approach）
大学计算机基础习题与答案
作业参考答案,红色部分为答案。
第一章计算机与信息社会基础知识一、选择题1．_____________是现代通用计算机的雏形。
A. 宾州大学于1946年2月研制成功的ENIACB．查尔斯·巴贝奇于1834年设计的分析机C．冯·诺依曼和他的同事们研制的EDVACD．艾伦·图灵建立的图灵机模型2．计算机科学的奠基人是_____________。
A.查尔斯·巴贝奇B．图灵C．阿塔诺索夫D．冯,诺依曼3．物理器件采用晶体管的计算机被称为_____________。
A．第一代计算机B．第二代计算机C．第三代计算机D．第四代计算机4．目前,被人们称为3C的技术是指_____________。
A. 通信技术、计算机技术和控制技术B．微电子技术、通信技术和计算机技术C．微电子技术、光电子技术和计算机技术D．信息基础技术、信息系统技术和信息应用技术5．下列不属于信息系统技术的是_____________。
A. 现代信息存储技术B．信息传输技术C．信息获取技术D．微电子技术6．在下列关于信息技术的说法中,错误的是_____________ 。
A．微电子技术是信息技术的基础B．计算机技术是现代信息技术的核心C．光电子技术是继微电子技术之后近30年来迅猛发展的综合性高新技术D．信息传输技术主要是指计算机技术和网络技术7．在电子商务中,企业与消费者之间的交易称为_____________。
A．B2B B．B2C C．C2C D．C2B8．计算机最早的应用领域是_____________。
A．科学计算B．数据处理C．过程控制D．CAD／CAM／CIMS9．计算机辅助制造的简称是_____________。
A．CAD B．CAM C．CAE D．CBE10．CBE是目前发展迅速的应用领域之一,其含义是_____________。
A．计算机辅助设计B．计算机辅助教育C．计算机辅助工程D．计算机辅助制造11．第一款商用计算机是_____________计算机。
《信息技术基础》第一章复习题库
所属语言：计算机基础试卷方案：第一章一、填空共29题第1题在计算机CPU中，使用了一种称为触发器的双稳态电路来存储比特，1个触发器可以存储____个比特。
答案：1 ===或== 一第2题计算机指令是一种使用____代码作以及操作对象的位置。
答案：二进制第3题在计算机内部，带符号二进制整数是采用____码方法表示的。
答案：补第4题PC机上使用的外存储器主要有：硬盘、优盘、移动硬盘和____，它们所存储的信息在断电后不会丢失。
答案：光盘第5题二进位数进行逻辑运算110∨101的运算结果是____。
答案：111第6题在用原码表示带符号整数"0"时，有"1000...00"与"0000...00"两种表示形式，而在补码表示法中，整数"0"的表示形式有____种。
答案：1 ===或== 一第7题在计算机内部，8位带符号二进制整数（补码）可表示的十进制最小值是____。
答案： -128第8题在计算机内部，8位带符号二进制整数可表示的十进制最大值是____。
答案：127第9题计算机中1个字节为____个二进位。
答案：8 ====或===== 八第10题带符号整数使用二进位表示中的____位表示该数的符号，"0"表示正数，"1"表示负数。
答案：最高 ===或=== 第一位 ==或== 首位 ===或== 左边第一位==或=== 左起第一位第11题二进位数1011与0101进行减法运算后，4位二进位数结果是____。
答案：0110第12题与八进制数377等值的二进制数是____。
答案：011111111 =====或==== 11111111第13题与十进制数 165 等值的十六进制数是____。
答案：A5第14题（1.0分）题号:1203 难度:中第1章与十进制数63等值的八进制数是____。
微电子技术和集成电路设计
微电子技术和集成电路设计第一章：微电子技术概述微电子技术是指通过微型化制造工艺，将电子元器件及其组合成为更小、更轻、功耗更低、性能更优越的微型电子系统。
它是现代电子技术的重要支撑，为信息产业和通信技术的快速发展提供了基础条件。
微电子技术的历史可以追溯到20世纪50年代。
当时，美国贝尔实验室的研究人员成功开发出了晶体管。
随着微电子技术的不断进步和应用领域的不断扩展，集成电路的出现成为了微电子技术的重要里程碑。
目前，微电子技术已经成为电子技术的重要领域，包括半导体材料、半导体器件、半导体工艺等领域。
同时，微电子技术的发展也在推动着各行各业的转型升级。
第二章：集成电路设计集成电路是指在一片半导体芯片上集成多个电子元器件组成的电路系统。
集成电路的设计是实现微电子技术应用的核心环节。
集成电路的设计包括电路架构设计、逻辑设计、物理设计等多个环节。
其中，电路架构设计是整个集成电路设计的第一步，它包括了整个电路系统的功能划分、器件参数选择、电路拓扑结构设计等内容。
逻辑设计是根据电路的功能需求，采用数字逻辑电路表示。
在逻辑设计中，采用多种方式进行电路的优化，主要包括时序优化、逻辑优化、布线优化等。
物理设计是将逻辑电路转化为实际的芯片布局，并确定各个器件的物理位置和连线方式。
物理设计包括晶体管尺寸的选定、布局规划、电路分区、连线等内容。
第三章：集成电路设计中的常见问题在集成电路设计的过程中，会遇到一些常见的问题。
其中，比较常见的问题包括电路布局与布线、电路可靠性、功耗优化等。
电路布局和布线是集成电路设计中最为困难的问题之一。
布局和布线的不好设计会导致电路性能下降、功耗增加等问题。
因此，合理的布局和布线设计是确保电路性能和可靠性的重要手段。
同时，电路可靠性问题也是集成电路设计中的一大难题。
由于芯片的制造过程中会伴随着多种工艺损伤，因此需要在设计过程中考虑电路的可靠性，并采取相应的设计措施保障电路的可靠性。
另外，功耗优化也是集成电路设计中必须要考虑的问题之一。
第一章-绪论(现代电子技术与应用)PPT课件
7 2021/3/12
1.2 现代电子信息系统主要技术指标
五、响应速度 ▪ 被测对象的信号频率越来越高，而且动态测量和快
速控制是现代电子仪器发展的方向，这就要求处理 电路有较快的响应速度，以便进行实时测量和控制。 ▪ 如果电路的响应速度太低，会导致信号失真和回路 振荡等现象，使测量精度减低或控制系统不稳定。
8 2021/3/12
1.3 现代电子信息系统设计方法
一、总体方案设计 ▪ 处理器选择。处理器主要类型有单片机、DSP、
CPLD/FPGA、ARM和嵌入式计算机主板等。 ▪ 软件、硬件功能分配。为降低产品成本和提高系统
可靠性和稳定性，尽量考虑用软件实现系统的功能。 在实时性要求高的场合下考虑选择硬件实现方式。 ▪ 低功耗设计。尽量采用低电压供电方式和低功耗电 子元件。 ▪ 信号传输方式。有线通讯方式具有信号传输可靠、 传输速度快等特点，但在布线困难和有线方式使用 不便等场合下，考虑采用无线通讯方式。
10 2021/3/12
1.3 现代电子信息系统设计方法
三单元电路设计 ▪ 模拟电路的设计需要计算电路参数、选择元器件。。若单元
电路采用高集成度芯片，则单元电路的指标主要由芯片的性 能决定，电阻和电容等元件参数根据单元电路的指标要求和 集成芯片使用手册确定。 ▪ 数字电路的实现可以采用数字集成芯片或可编程器件。可编 程器件的设计依靠VHDL和Verilog等硬件描述语言以及可编 程器件编程环境。 ▪ 考虑到电阻噪声的影响和导线电阻存在等因素，电阻值不能 选择太大和太小，一般在几百欧以上到几兆欧以下。还要考 虑电阻功率和其电感量大小。 ▪ 电容选择主要考虑信号的频带范围和电容标称值，还要考虑 其耐压、泄漏电阻和极性要求。
现代电子技术及应用
1.2 现代电子信息系统主要技术指标
五、响应速度 ▪ 被测对象的信号频率越来越高，而且动态测量和快
速控制是现代电子仪器发展的方向，这就要求处理 电路有较快的响应速度，以便进行实时测量和控制。 ▪ 如果电路的响应速度太低，会导致信号失真和回路 振荡等现象，使测量精度减低或控制系统不稳定。
8 2021/3/12
1.3 现代电子信息系统设计方法
一、总体方案设计 ▪ 处理器选择。处理器主要类型有单片机、DSP、
CPLD/FPGA、ARM和嵌入式计算机主板等。 ▪ 软件、硬件功能分配。为降低产品成本和提高系统
可靠性和稳定性，尽量考虑用软件实现系统的功能。 在实时性要求高的场合下考虑选择硬件实现方式。 ▪ 低功耗设计。尽量采用低电压供电方式和低功耗电 子元件。 ▪ 信号传输方式。有线通讯方式具有信号传输可靠、 传输速度快等特点，但在布线困难和有线方式使用 不便等场合下，考虑采用无线通讯方式。
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1.3 现代电子信息系统设计方法
三单元电路设计 ▪ 模拟电路的设计需要计算电路参数、选择元器件。。若单元
电路采用高集成度芯片，则单元电路的指标主要由芯片的性 能决定，电阻和电容等元件参数根据单元电路的指标要求和 集成芯片使用手册确定。 ▪ 数字电路的实现可以采用数字集成芯片或可编程器件。可编 程器件的设计依靠VHDL和Verilog等硬件描述语言以及可编 程器件编程环境。 ▪ 考虑到电阻噪声的影响和导线电阻存在等因素，电阻值不能 选择太大和太小，一般在几百欧以上到几兆欧以下。还要考 虑电阻功率和其电感量大小。 ▪ 电容选择主要考虑信号的频带范围和电容标称值，还要考虑 其耐压、泄漏电阻和极性要求。
现代电子技术及应用
第1章 习题答案
第一章习题答案1．问答题（1）计算机的发展经历了哪几个阶段？各阶段的主要特征是什么？答：根据计算机所采用的电子元件不同可划分为：电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机和大规模超大规模集成电路计算机等四个阶段。
第一代计算机主要特点是：内存容量非常小；计算机程序设计语言为机器语言；尚无操作系统出现，操作机器困难。
它体积庞大、造价昂贵、速度低、存储容量小、可靠性差、不易掌握，主要应用于军事目的和科学研究领域的狭小天地里。
第二代计算机主要特点是：采用了晶体管的电子元件；内存储器容量扩大到几十万字节；计算机软件有了较大发展，出现了监控程序并发展成为后来的操作系统；推出了Basic、Fortran、Cobol高级程序设计语言。
主要应用范围由单一的科学计算扩展到数据处理和事务管理等其他领域。
第三代计算机的特点是：体积、重量、功耗进一步减小，运算速度、逻辑运算功能和可靠性进一步提高；软件在这个时期形成了产业；出现了分时操作系统；提出了结构化、模块化的程序设计思想，出现了结构化的程序设计语言Pascal。
这一时期的计算机同时向标准化、多样化、通用化发展。
第四代计算机的特点是：磁盘的存取速度和容量大幅度上升；体积、重量和耗电量进一步减少；计算机的性能价格比基本上以每18个月翻一番的速度上升；操作系统向虚拟操作系统发展，数据库管理系统不断完善和提高，程序语言进一步发展和改进，软件行业的发展成为新兴的高科技产业；计算机的应用领域不断向社会各个方面渗透。
（2）未来计算机发展的趋势是什么？答：现代计算机的发展表现为两个方面：一是巨型化、微型化、多媒体化、网络化和智能化5种趋向；二是朝着非冯·诺依曼结构模式发展。
（3）计算机的特点是什么？答：①处理速度快②计算精度高③存储容量大④可靠性高⑤工作过程的全自动化⑥适用范围广，通用性强（4）计算机的类型有哪些？答：①按其处理数据的形态分为：数字计算机、模拟计算机、混合计算机②按其使用范围分为：通用计算机、专用计算机③按其本身性能分为：超级计算机、大型计算机、小型计算机、微型计算机、工作站（5）简述计算机的应用领域。
《现代科学技术导论(第四版)》电子教案 第2篇第2章微电子技术与计算机技术
现代科学技术导论- 第2篇第1章微电子技术与计算机技术
第一节 微电子技术及其应用
• 1997年，Intel推出了具有750万个晶体管的奔 腾Ⅱ，AMD推出具有880万个晶体管的K6MMX 微处理器。
• 2002年，Intel推出了主频为的奔腾Ⅳ芯片，采 用工艺生产。AMD推出了主频为的Athlon XP 2 000+芯片，性能不比英特尔逊色。
1964年，研制成晶体管计算机。如DJS-6。 1974年，DJS-130通过鉴定并投产。
1983年，研制成功“757〞大型计算机和 “银河〞巨型计算机。757型机是我国自行 设计的第一台大型向量计算机，每秒运行千 万次。“银河〞是每秒运算一亿次的计算机。
1993年，“银河二号〞巨型机，运算速度高 达每秒钟10亿次。
现代科学技术导论- 第2篇第1章微电子技术与计算机技术
第三节 计算机系统的组成及工作原理
组成计算机系统的两大局部 硬件系统：计算机系统中的全部设备。包括计
算机的主机及外围设备。它由各种机械的、 磁性的、电子的装置或部件组成，是计算机
进行工作的物质根底。 软件系统：使用计算机系统的全部技术。包括
计算机中使用的所有程序和有关技术资料。
• 1999年9月，“神威Ｉ〞，运算速度为每秒3840亿次，主 要技术指标和性能到达国际先进水平。
• 2001年，“曙光3000〞巨型计算机，运算速度到达每秒1 万亿次。
• 2004年1月，“联想深腾〞计算机到达每秒4.183万亿次， 排世界第14位。曙光4000A超级效劳器，每秒10万亿次， 排世界第3位。联想、神威、曙光计算机进入世界500强。
Intel 4004微处理器 现代科学技术导论- 第2篇第1章微电子技术与计算机技术
第一节 微电子技术及其应用
• 1997年，Intel推出了具有750万个晶体管的奔 腾Ⅱ，AMD推出具有880万个晶体管的K6MMX 微处理器。
• 2002年，Intel推出了主频为的奔腾Ⅳ芯片，采 用工艺生产。AMD推出了主频为的Athlon XP 2 000+芯片，性能不比英特尔逊色。
1964年，研制成晶体管计算机。如DJS-6。 1974年，DJS-130通过鉴定并投产。
1983年，研制成功“757〞大型计算机和 “银河〞巨型计算机。757型机是我国自行 设计的第一台大型向量计算机，每秒运行千 万次。“银河〞是每秒运算一亿次的计算机。
1993年，“银河二号〞巨型机，运算速度高 达每秒钟10亿次。
现代科学技术导论- 第2篇第1章微电子技术与计算机技术
第三节 计算机系统的组成及工作原理
组成计算机系统的两大局部 硬件系统：计算机系统中的全部设备。包括计
算机的主机及外围设备。它由各种机械的、 磁性的、电子的装置或部件组成，是计算机
进行工作的物质根底。 软件系统：使用计算机系统的全部技术。包括
计算机中使用的所有程序和有关技术资料。
• 1999年9月，“神威Ｉ〞，运算速度为每秒3840亿次，主 要技术指标和性能到达国际先进水平。
• 2001年，“曙光3000〞巨型计算机，运算速度到达每秒1 万亿次。
• 2004年1月，“联想深腾〞计算机到达每秒4.183万亿次， 排世界第14位。曙光4000A超级效劳器，每秒10万亿次， 排世界第3位。联想、神威、曙光计算机进入世界500强。
Intel 4004微处理器 现代科学技术导论- 第2篇第1章微电子技术与计算机技术
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• 集成电路的制造工序繁多，从原料熔炼开始到最终 产品包装大约需要400多道工序，工艺复杂且技术难 度非常高，有一系列的关键技术。许多工序必须在恒 温、恒湿、超洁净的无尘厂房内完成。 • 目前兴建一个有两条生产线能加工8英寸晶圆的集成 电路工厂需投资人民币10亿元以上。
第1章13微电子技术
集成电路的封装
第1章13微电子技术
什么是 IC卡？
n IC卡(chip card、smart card)，又称为集成电路卡，它是把集成 电路芯片密封在塑料卡基片内，使其成为能存储信息、处理和 传递数据的载体
n 特点：
n 存储信息量大 n 保密性能强 n 可以防止伪造和窃用 n 抗干扰能力强 n 可靠性高
n 应用举例：
•8080 •8008 •4004
•1970 •1975
•1980
•1985
•1990
•1995
•2000
•10 000
•1 000 •2010
第1章13微电子技术
集成电路技术的发展趋势
• 减小蚀刻尺寸，缩小晶体管、电阻、电容和连线的尺寸 • 增大硅晶圆的面积：使每块晶圆能生产更多的芯片
1999
工艺(μm)
•1000x106
酷睿2四核 （2007）
820M 晶体管
Core i7 六核（2010） >10亿 晶体管
•Pentium 4 •Pentium III
•100x106 •10x106
•80486
•Pentium II •Pentium
•80386
•106
•8086
•80286
•100 000
•超大规模集成电路
第1章13微电子技术
IC是所有电子产品的核心
第1章13微电子技术
集成电路的分类
按用途分：
通用集成电路
集成电路规模
专用集成电路（ASIC）
按电路的功能分：
数字集成电路
小规模集成电 路（SSI）
中规模集成电 路（MSI）
模拟集成电路
大规模集成电
按晶体管结构、电路和工艺分： 路（LSI）
2014
0.014 3500
10
901 10 18
第1章13微电子技术
进一步提高集成度的问题与出路
n 问题：
n 线宽进一步缩小后，晶体管线条小到纳米级时，其电流微弱到仅 有几十个甚至几个电子流动，晶体管将逼近其物理极限而无法正 常工作
n 出路：
n 在纳米尺寸下，纳米结构会表现出一些新的量子现象和效应，人 们正在利用这些量子效应研制具有全新功能的量子器件，使能开 发出新的纳米芯片和量子计算机
第1章13微电子技术
IC集成度提高的规律
Moore定律：单块集成电路的集成度平均每18个月翻 一番 (Gordon E.Moore,1965年)
•例：Intel微处理器集成度的发展
•晶体管数
•CORE i7
酷睿2双核 （2006）
291～410M晶体管
•CORE 2 Quad •CORE 2 Duo
2020/11/25
第1章13微电子技术
第1章13微电子技术
2020/11/25
第1章13微电子技术
1.3 微电子技术简介
•（1）微电子技术与集成电路 •（2）集成电路的制造 •（3）集成电路的发展趋势 •（4）IC卡
第1章13微电子技术
(1)微电子技术与集成电路
• 微电子技术是信息技术领域中的关键 技术，是发展电子信息产业和各项高技 术的基础 • 微电子技术的核心是集成电路技术
双极型（Bipolar）电路 金属氧化物半导体(MOS)电路
超大规模集成 电路（VLSI）
······
极大规模集成
按集成度(芯片中包含的元器件数 电路（ULSI）
目)分：
元器件数目 ＜100
100~3000
3000~10万 10万~几十
亿 ＞100万
第1章13微电子技术
(2)集成电路的制造(选学)
第1章13微电子技术
电子电路中元器件的发展演变
•电子管 •(1904)
•晶体管 •(1948)
•中/小规模 •集成电路 •(1950’s)
•大规模/超大规模 •集成电路(1970’s)
• 微电子技术是以集成电路为核心的电子技术， 它是在电子元器件小型化、微型化的过程中发 展起来的。
第1章13微电子技术
n 同时，正在研究将光作为信息的载体，发展光子学，研制集成光 路，或把电子与光子并用，实现光电子集成
第1章13微电子技术
(4) IC卡简介
•几乎每个人每天都与IC卡打交道，例如我们的身份证、 手机SIM卡、交通卡、饭卡等等，什么是IC卡？它有哪 些类型和用途？工作原理大致是怎样的？下面是简单介 绍。
什么是集成电路？
n 集成电路 (Integrated Circuit，简称IC)：
以半导体单晶片作为基片,采用平面工艺，将 晶体管、电阻、电容等元器件及其连线所构 成的电路制作在基片上所构成的一个微型化 •小规模集成电路 的电路或系统
n 集成电路的优点：
Байду номын сангаас
n 体积小、重量轻 n 功耗小、成本低 n 速度快、可靠性高
n 作为电子证件，记录持卡人的信息，用作身份识别（如身份证、考 勤卡、医疗卡、住房卡等）
n 作为电子钱包（如电话卡、公交卡、加油卡等）
第1章13微电子技术
IC卡的类型(按芯片分类)
n 存储器卡：封装的集成电路为存储器，信息可长期保存， 也可通过读卡器改写。结构简单，使用方便。用于安全 性要求不高的场合，如电话卡、水电费卡、公交卡、医 疗卡等 （带加密逻辑的存储器卡增加了加密电路）
•集成电路封装目的：
• 电功能、散热功能、机械与化学保护功能
•FC-PGA2 封装方式 •（Pentium 4 处理器）
•集成电路插座
第1章13微电子技术
(3)集成电路的发展趋势
• 集成电路的工作速度主要取决于晶体管的尺寸。晶体 管的尺寸越小，其极限工作频率越高，门电路的开关速 度就越快，相同面积的晶片可容纳的晶体管数目就越多。 • 所以从集成电路问世以来，人们就一直在缩小晶体管、 电阻、电容、连接线的尺寸上下功夫。
0.18
晶体管(M)
23.8
时钟频率(GHz) 1.2
面积(mm2)
340
连线层数
6
晶圆直径(英寸) 12
2001
0.13 47.6 1.6
340 7 12
2004
0.09 135 2.0
390 8 14
2008
0.045 539 2.655
468 9 16
2010
0.032 1000 3.8
600 9 16
n CPU卡：封装的集成电路为中央处理器（CPU）和存 储器，还配有芯片操作系统(Chip Operating System)， 处理能力强，保密性更好，常用作证件和信用卡使用。 手机中使用的SIM卡就是一种特殊的CPU卡。
第1章13微电子技术
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
第1章13微电子技术
集成电路的封装
第1章13微电子技术
什么是 IC卡？
n IC卡(chip card、smart card)，又称为集成电路卡，它是把集成 电路芯片密封在塑料卡基片内，使其成为能存储信息、处理和 传递数据的载体
n 特点：
n 存储信息量大 n 保密性能强 n 可以防止伪造和窃用 n 抗干扰能力强 n 可靠性高
n 应用举例：
•8080 •8008 •4004
•1970 •1975
•1980
•1985
•1990
•1995
•2000
•10 000
•1 000 •2010
第1章13微电子技术
集成电路技术的发展趋势
• 减小蚀刻尺寸，缩小晶体管、电阻、电容和连线的尺寸 • 增大硅晶圆的面积：使每块晶圆能生产更多的芯片
1999
工艺(μm)
•1000x106
酷睿2四核 （2007）
820M 晶体管
Core i7 六核（2010） >10亿 晶体管
•Pentium 4 •Pentium III
•100x106 •10x106
•80486
•Pentium II •Pentium
•80386
•106
•8086
•80286
•100 000
•超大规模集成电路
第1章13微电子技术
IC是所有电子产品的核心
第1章13微电子技术
集成电路的分类
按用途分：
通用集成电路
集成电路规模
专用集成电路（ASIC）
按电路的功能分：
数字集成电路
小规模集成电 路（SSI）
中规模集成电 路（MSI）
模拟集成电路
大规模集成电
按晶体管结构、电路和工艺分： 路（LSI）
2014
0.014 3500
10
901 10 18
第1章13微电子技术
进一步提高集成度的问题与出路
n 问题：
n 线宽进一步缩小后，晶体管线条小到纳米级时，其电流微弱到仅 有几十个甚至几个电子流动，晶体管将逼近其物理极限而无法正 常工作
n 出路：
n 在纳米尺寸下，纳米结构会表现出一些新的量子现象和效应，人 们正在利用这些量子效应研制具有全新功能的量子器件，使能开 发出新的纳米芯片和量子计算机
第1章13微电子技术
IC集成度提高的规律
Moore定律：单块集成电路的集成度平均每18个月翻 一番 (Gordon E.Moore,1965年)
•例：Intel微处理器集成度的发展
•晶体管数
•CORE i7
酷睿2双核 （2006）
291～410M晶体管
•CORE 2 Quad •CORE 2 Duo
2020/11/25
第1章13微电子技术
第1章13微电子技术
2020/11/25
第1章13微电子技术
1.3 微电子技术简介
•（1）微电子技术与集成电路 •（2）集成电路的制造 •（3）集成电路的发展趋势 •（4）IC卡
第1章13微电子技术
(1)微电子技术与集成电路
• 微电子技术是信息技术领域中的关键 技术，是发展电子信息产业和各项高技 术的基础 • 微电子技术的核心是集成电路技术
双极型（Bipolar）电路 金属氧化物半导体(MOS)电路
超大规模集成 电路（VLSI）
······
极大规模集成
按集成度(芯片中包含的元器件数 电路（ULSI）
目)分：
元器件数目 ＜100
100~3000
3000~10万 10万~几十
亿 ＞100万
第1章13微电子技术
(2)集成电路的制造(选学)
第1章13微电子技术
电子电路中元器件的发展演变
•电子管 •(1904)
•晶体管 •(1948)
•中/小规模 •集成电路 •(1950’s)
•大规模/超大规模 •集成电路(1970’s)
• 微电子技术是以集成电路为核心的电子技术， 它是在电子元器件小型化、微型化的过程中发 展起来的。
第1章13微电子技术
n 同时，正在研究将光作为信息的载体，发展光子学，研制集成光 路，或把电子与光子并用，实现光电子集成
第1章13微电子技术
(4) IC卡简介
•几乎每个人每天都与IC卡打交道，例如我们的身份证、 手机SIM卡、交通卡、饭卡等等，什么是IC卡？它有哪 些类型和用途？工作原理大致是怎样的？下面是简单介 绍。
什么是集成电路？
n 集成电路 (Integrated Circuit，简称IC)：
以半导体单晶片作为基片,采用平面工艺，将 晶体管、电阻、电容等元器件及其连线所构 成的电路制作在基片上所构成的一个微型化 •小规模集成电路 的电路或系统
n 集成电路的优点：
Байду номын сангаас
n 体积小、重量轻 n 功耗小、成本低 n 速度快、可靠性高
n 作为电子证件，记录持卡人的信息，用作身份识别（如身份证、考 勤卡、医疗卡、住房卡等）
n 作为电子钱包（如电话卡、公交卡、加油卡等）
第1章13微电子技术
IC卡的类型(按芯片分类)
n 存储器卡：封装的集成电路为存储器，信息可长期保存， 也可通过读卡器改写。结构简单，使用方便。用于安全 性要求不高的场合，如电话卡、水电费卡、公交卡、医 疗卡等 （带加密逻辑的存储器卡增加了加密电路）
•集成电路封装目的：
• 电功能、散热功能、机械与化学保护功能
•FC-PGA2 封装方式 •（Pentium 4 处理器）
•集成电路插座
第1章13微电子技术
(3)集成电路的发展趋势
• 集成电路的工作速度主要取决于晶体管的尺寸。晶体 管的尺寸越小，其极限工作频率越高，门电路的开关速 度就越快，相同面积的晶片可容纳的晶体管数目就越多。 • 所以从集成电路问世以来，人们就一直在缩小晶体管、 电阻、电容、连接线的尺寸上下功夫。
0.18
晶体管(M)
23.8
时钟频率(GHz) 1.2
面积(mm2)
340
连线层数
6
晶圆直径(英寸) 12
2001
0.13 47.6 1.6
340 7 12
2004
0.09 135 2.0
390 8 14
2008
0.045 539 2.655
468 9 16
2010
0.032 1000 3.8
600 9 16
n CPU卡：封装的集成电路为中央处理器（CPU）和存 储器，还配有芯片操作系统(Chip Operating System)， 处理能力强，保密性更好，常用作证件和信用卡使用。 手机中使用的SIM卡就是一种特殊的CPU卡。
第1章13微电子技术
3rew
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