1.能不能弄一篇《集成电路研究综述》例文,给我做下参考
在电子行业,集成电路的应用非常广泛,每年都有许许多多通用或专用的集成电路被研发与生产出来,本文将对集成电路的知识作一全面的阐述。
一、集成电路的种类 集成电路的种类很多,按其功能不同可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。前者用来产生、放大和处理各种模拟电信号;后者则用来产生、放大和处理各种数字电信号。
所谓模拟信号,是指幅度随时间连续变化的信号。例如,人对着话筒讲话,话筒输出的音频电信号就是模拟信号,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,也是模拟信号。
所谓数字信号,是指在时间上和幅度上离散取值的信号,例如,电报电码信号,按一下电键,产生一个电信号,而产生的电信号是不连续的。这种不连续的电信号,一般叫做电脉冲或脉冲信号,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。
在电子技术中,通常又把模拟信号以外的非连续变化的信号,统称为数字信号。目前,在家电维修中或一般性电子制作中,所遇到的主要是模拟信号;那么,接触最多的将是模拟集成电路。
集成电路按其制作工艺不同,可分为半导体集成电路、膜集成电路和混合集成电路三类。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、三极管、二极管等元器件并具有某种电路功能的集成电路;膜集成电路是在玻璃或陶瓷片等绝缘物体上,以“膜”的形式制作电阻、电容等无源器件。
无源元件的数值范围可以作得很宽,精度可以作得很高。但目前的技术水平尚无法用“膜”的形式制作晶体二极管、三极管等有源器件,因而使膜集成电路的应用范围受到很大的限制。
在实际应用中,多半是在无源膜电路上外加半导体集成电路或分立元件的二极管、三极管等有源器件,使之构成一个整体,这便是混合集成电路。根据膜的厚薄不同,膜集成电路又分为厚膜集成电路(膜厚为1μm~10μm)和薄膜集成电路(膜厚为1μm以下)两种。
在家电维修和一般性电子制作过程中遇到的主要是半导体集成电路、厚膜电路及少量的混合集成电路。 按集成度高低不同,可分为小规模、中规模、大规模及超大规模集成电路四类。
对模拟集成电路,由于工艺要求较高、电路又较复杂,所以一般认为集成50个以下元器件为小规模集成电路,集成50-100个元器件为中规模集成电路,集成100个以上的元器件为大规模集成电路;对数字集成电路,一般认为集成1~10等效门/片或10~100个元件/片为小规模集成电路,集成10~100个等效门/片或100~1000元件/片为中规模集成电路,集成100~10,000个等效门/片或1000~100,000个元件/片为大规模集成电路,集成10,000以上个等效门/片或100,000以上个元件/片为超大规模集成电路。 按导电类型不同,分为双极型集成电路和单极型集成电路两类。
前者频率特性好,但功耗较大,而且制作工艺复杂,绝大多数模拟集成电路以及数字集成电路中的TTL、ECL、HTL、LSTTL、STTL型属于这一类。后者工作速度低,但输人阻抗高、功耗小、制作工艺简单、易于大规模集成,其主要产品为MOS型集成电路。
MOS电路又分为NMOS、PMOS、CMOS型。 NMOS集成电路是在半导体硅片上,以N型沟道MOS器件构成的集成电路;参加导电的是电子。
PMOS型是在半导体硅片上,以P型沟道MOS器件构成的集成电路;参加导电的是空穴。CMOS型是由NMOS晶体管和PMOS晶体管互补构成的集成电路称为互补型MOS集成电路,简写成CMOS集成电路。
除上面介绍的各类集成电路之外,现在又有许多专门用途的集成电路,称为专用集成电路。 下面我们先介绍模拟集成电路中不同功能的电路。
1.集成运算放大器 集成运算放大器是一种高增益的直接耦合放大器,其内部包含数百个晶体管、电阻、电容,但体积只有一个小功率晶体管那么大,功耗也仅有几毫瓦至几百毫瓦,但功能很多。它通常由输人级、中间放大级和输出级三个基本部分构成。
运算放大器除具有十、一输人端和输出端外,还有十、一电源供电端、外接补偿电路端、调零端、相位补偿端、公共接地端及其他附加端等。它的放大倍数取决于外接反馈电阻,这给使用带来很大方便。
其种类有通用型运算放大器,比如uA709、5G922、FC1、FC31、F005、4E320、8FC2、SG006、BG305等;通用Ⅲ型有F748、F108、XFC81、F008、4E322等;低功耗放大器(UPC253、7XC4、5G26、F3078等);低噪声运算放大器(如F5037、XFC88);高速运算放大器(如国产型号有F715、F722、4E321、F318,国外的有uA702);高压运算放大器(国产的有F1536、BG315、F143);还有电流型、单电源、跨导型、静电型、程控型运算放大器等。 2.稳压集成电路 稳压集成电路又称集成稳压电源,其电路形式大多采用串联稳压方式。
集成稳压器与分立元件稳压器相比,体积小,性能高、使用简便可靠。集成稳压器的种类有,多端可调式、三端可调式、三端固定式及单片开关式集成稳压 器。
多端可调集成稳压器精度高、价格低,但输出功率小,引出端多,给使用带来不方便。 多端可调。
2.集成电路设计的概述
参见:集成电路及超大规模集成电路
集成电路设计涉及对电子器件(例如晶体管、电阻器、电容器等)、器件间互连线模型的建立。所有的器件和互连线都需安置在一块半导体衬底材料之上,这些元件通过半导体器件制造工艺(例如光刻等)安置在单一的硅衬底上,从而形成电路。目前最常使用的衬底材料是硅。设计人员会使用技术手段将硅衬底上各个器件之间相互电隔离,以控制整个芯片上各个器件之间的导电性能。PN结、金属氧化物半导体场效应管等组成了集成电路器件的基础结构,而由后者构成的互补式金属氧化物半导体则凭借其低静态功耗、高集成度的优点成为数字集成电路中逻辑门的基础构造。设计人员需要考虑晶体管、互连线的能量耗散,这一点与以往由分立电子器件开始构建电路不同,这是因为集成电路的所有器件都集成在一块硅片上。金属互连线的电迁移以及静电放电对于微芯片上的器件通常有害,因此也是集成电路设计需要关注的课题。
随着集成电路的规模不断增大,其集成度已经达到深亚微米级(特征尺寸在130纳米以下),单个芯片集成的晶体管已经接近十亿个。 由于其复杂性,集成电路设计相较简单电路设计常常需要计算机辅助的设计方法学和技术手段。集成电路设计的研究范围涵盖了数字集成电路中数字逻辑的优化、网表实现,寄存器传输级硬件描述语言代码的书写,逻辑功能的验证、仿真和时序分析,电路在硬件中连线的分布,模拟集成电路中运算放大器、电子滤波器等器件在芯片中的安置和混合信号的处理。相关的研究还包括硬件设计的电子设计自动化(EDA)、计算机辅助设计(CAD)方法学等,是电机工程学和计算机工程的一个子集。
对于数字集成电路来说,设计人员现在更多的是站在高级抽象层面,即寄存器传输级甚至更高的行为级,使用硬件描述语言或高级建模语言来描述电路的逻辑、时序功能,而逻辑综合可以自动将寄存器传输级的硬件描述语言转换为逻辑门级的网表。对于简单的电路,设计人员也可以用硬件描述语言直接描述逻辑门和触发器之间的连接情况。网表经过进一步的功能验证、布局、布线,可以产生用于工业制造的版图设计文件,根据该文件来可以在硬件上实现实际的集成电路电路。模拟集成电路设计涉及了更加复杂的信号环境,对工程师的经验有更高的要求,并且其设计的自动化程度远不及数字集成电路。
逐步完成功能设计之后,设计规则会指明哪些设计符合制造要求,而哪些设计不符合,而这个规则本身也十分复杂。集成电路设计流程需要符合数百条这样的规则。在一定的设计约束下,集成电路物理版图的布局、布线对于获得理想速度、信号完整性、减少芯片面积来说至关重要。半导体器件制造的不可预测性使得集成电路设计的难度进一步提高。在集成电路设计领域,由于市场竞争的压力,电子设计自动化等相关计算机辅助设计工具得到了广泛的应用,工程师可以在计算机软件的辅助下进行设计、功能验证、静态时序分析、动态时序验证等流程。
3.毕业设计
数字电子钟的设计一、绪论(一)引言20世纪末,电子技术获得了飞速的发展,在其推动下,现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域,有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高,同时也使现代电子产品性能进一步提高,产品更新换代的节奏也越来越快。
时间对人们来说总是那么宝贵,工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情,当事情不是很重要的时候,这种遗忘无伤大雅。
但是,一旦重要事情,一时的耽误可能酿成大祸。例如,许多火灾都是由于人们一时忘记了关闭煤气或是忘记充电时间。
尤其在医院,每次护士都会给病人作皮试,测试病人是否对药物过敏。注射后,一般等待5分钟,一旦超时,所作的皮试试验就会无效。
手表当然是一个好的选择,但是,随着接受皮试的人数增加,到底是哪个人的皮试到时间却难以判断。所以,要制作一个定时系统。
随时提醒这些容易忘记时间的人。钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便,而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。
诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭电路、定时开关烘箱、通断动力设备,甚至各种定时电气的自动启用等,所有这些,都是以钟表数字化为基础的。因此,研究数字钟及扩大其应用,有着非常现实的意义。
(二)论文的研究内容和结构安排本系统采用石英晶体振荡器、分频器、计数器、显示器和校时电路组成。由LED数码管来显示译码器所输出的信号。
采用了74LS系列中小规模集成芯片。使用了RS触发器的校时电路。
总体方案设计由主体电路和扩展电路两大部分组成。其中主体电路完成数字钟的基本功能,扩展电路完成数字钟的扩展功能。
论文安排如下:1、绪论 阐述研究电子钟所具有的现实意义。2、设计内容及设计方案 论述电子钟的具体设计方案及设计要求。
3、单元电路设计、原理及器件选择 说明电子钟的设计原理以及器件的选择,主要从石英晶体振荡器、分频器、计数器、显示器和校时电路五个方面进行说明。4、绘制整机原理图 该系统的设计、安装、调试工作全部完成。
二、设计内容及设计方案(一)设计内容要求1、设计一个有“时”、“分”、“秒”(23小时59分59秒)显示且有校时功能的电子钟。2、用中小规模集成电路组成电子钟,并在实验箱上进行组装、调试。
3、画出框图和逻辑电路图。4 、功能扩展:(1)闹钟系统(2)整点报时。
在59分51秒、53秒、55秒、57秒输出750Hz音频信号,在59分59秒时,输出1000Hz信号,音像持续1秒,在1000Hz音像结束时刻为整点。(3)日历系统。
(二)设计方案及工作原理数字电子钟的逻辑框图如图1所示。它由石英晶体振荡器、分频器、计数器、译码器显示器和校时电路组成。
振荡器产生稳定的高频脉冲信号,作为数字钟的时间基准,然后经过分频器输出标准秒脉冲。秒计数器满60后向分计数器进位,分计数器满60后向小时计数器进位,小时计数器按照“24翻1”规律计数。
计数器的输出分别经译码器送显示器显示。计时出现误差时,可以用校时电路校时、校分。
图1 数字电子钟逻辑框图三、单元电路设计、原理及器件选择(一)石英晶体振荡器1、重要概念的解释(1) 反馈:将放大电路输出量的一部分或全部,通过一定的方式送回放大电路的输入端。(2) 耦合:是指信号由第一级向第二级传递的过程。
2、石英晶体振荡器的具体工作原理石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确、电路结构简单、频率易调整。它被广泛应用于彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中。
它还具有压电效应:在晶体某一方向加一电场,晶体就会产生机械变形;反之,若在晶片的两侧施加机械压力,则在晶片相应的方向上将产生电场,这种物理现象称为压电效应。在这里,我们在晶体某一方向加一电场,从而在与此垂直的方向产生机械振动,有了机械振动,就会在相应的垂直面上产生电场,从而使机械振动和电场互为因果,这种循环过程一直持续到晶体的机械强度限制时,才达到最后稳定,这种压电谐振的频率即为晶体振荡器的固有频率。
用反相器与石英晶体构成的振荡电路如图2所示。利用两个非门G1和G2 自我反馈,使它们工作在线性状态,然后利用石英晶体JU来控制振荡频率,同时用电容C1来作为两个非门之间的耦合,两个非门输入和输出之间并接的电阻R1和R2作为负反馈元件用,由于反馈电阻很小,可以近似认为非门的输出输入压降相等。
电容C2是为了防止寄生振荡。例如:电路中的石英晶体振荡频率是4MHz时,则电路的输出频率为4MHz。
图2 石英晶体振荡电路(二)分频器1、8421码制,5421码制用四位二进制码的十六种组合作为代码,取其中十种组合来表示0-9这十个数字符号。通常,把用四位二进制数码来表示一位十进制数称为二-十进制编码,也叫做BCD码,见表1。
表18421码 5421码0 0000 00001 0001 00012 0010 00103 0011 00114 0100 01005 0101 10006 0110 10017 0111 10108 1000 10119 1001 11002、分频器的具体工作原理由于石英晶体振荡器产生的频率很高,要得到秒脉冲,需要用分频电路。例如,振荡器输出4MHz信。
4.集成电路设计与集成系统专业
集成电路设计与集成系统专业是2003年教育部针对国内对集成电路设计和系统设计人才大量需求的现状而最新设立的本科专业之一。集成电路设计和应用是多学科交叉高技术密集的学科,是现代电子信息科技的核心技术,是国家综合实力的重要标志。集成电路设计涵盖了微电子、制造工艺技术、集成电路设计技术的众多内容,目前国内外对集成电路设计人才需求旺盛。集成电路的应用则覆盖了计算机、通信、消费电子等电子系统的集成与开发,随着电子信息产业的发展,使国内对高层次系统设计人才的需求也在不断增加。集成电路设计与集成系统专业的学生主要学习数理基础知识、集成电路设计技术和电子系统集成所必须的电路、计算机、信号处理、通信等知识。通过课程设计、实验、生产实习和毕业设计环节,学习各种工具的使用,使学生将所学理论基础知识逐渐转化为实际的集成电路设计和系统集成等技能。
集成电路设计与集成系统专业通过理论与实践相结合的培养模式,以培养既具有坚实的理论基础,又具有丰富的集成电路开发、电子系统集成和工程管理能力的复合型和应用型高级集成电路和电子系统集成人才为目标,重视本专业的发展前沿和相关专业知识的拓展,注重培养学生的动手能力。
学生毕业后能从事集成电路设计、制造、封装测试以及集成电路工具的研发等工作,也可在电子系统(如计算机、通信、家电等)领域中从事教学和研发等技术工作。在硕士或博士研究生阶段可从事集成电路设计方法学、片上系统设计、集成电路制造工艺等集成电路设计方面的研究,也可从事计算机、通信、信号处理以及电路系统开发等集成电路应用方面的研究工作。
主要课程:模拟电路、数字电路、电子设计自动化、半导体集成电路、集成电路制造工艺原理、集成电路设计技术、集成电路版图设计、软件技术基础、计算机网络、单片机原理与应用、微机原理及接口技术、嵌入式系统设计与应用、通信原理、通信系统概论、数字信号处理等。 你要学这个专业要有心理准备 课程非常难 况且对计算机有兴趣还可以学别的啊 这个一般是信息学院搞 计算机只是一个工具 联系也不是特别大
5.集成电路的综述
集成电路,英文为Integrated Circuit,缩写为IC;顾名思义,就是把一定数量的常用电子元件,如电阻、电容、晶体管等,以及这些元件之间的连线,通过半导体工艺集成在一起的具有特定功能的电路。
为什么会产生集成电路?我们知道任何发明创造背后都是有驱动力的,而驱动力往往来源于问题。那么集成电路产生之前的问题是什么呢?我们看一下1942年在美国诞生的世界上第一台电子计算机,它是一个占地150平方米、重达30吨的庞然大物,里面的电路使用了17468只电子管、7200只电阻、10000只电容、50万条线,耗电量150千瓦 。
显然,占用面积大、无法移动是它最直观和突出的问题;如果能把这些电子元件和连线集成在一小块载体上该有多好!我们相信,有很多人思考过这个问题,也提出过各种想法。典型的如英国雷达研究所的科学家达默,他在1952年的一次会议上提出:可以把电子线路中的分立元器件,集中制作在一块半导体晶片上,一小块晶片就是一个完整电路,这样一来,电子线路的体积就可大大缩小,可靠性大幅提高。
这就是初期集成电路的构想,晶体管的发明使这种想法成为了可能,1947年在美国贝尔实验室制造出来了第一个晶体管,而在此之前要实现电流放大功能只能依靠体积大、耗电量大、结构脆弱的电子管。晶体管具有电子管的主要功能,并且克服了电子管的上述缺点,因此在晶体管发明后,很快就出现了基于半导体的集成电路的构想,也就很快发明出来了集成电路。
杰克·基尔比(Jack Kilby)和罗伯特·诺伊斯(Robert Noyce)在1958~1959期间分别发明了锗集成电路和硅集成电路 。讲完了历史,我们再来看现状。
集成电路已经在各行各业中发挥着非常重要的作用,是现代信息社会的基石。集成电路的含义,已经远远超过了其刚诞生时的定义范围,但其最核心的部分,仍然没有改变,那就是“集成”,其所衍生出来的各种学科,大都是围绕着“集成什么”、“如何集成”、“如何处理集成带来的利弊”这三个问题来开展的。
硅集成电路是主流,就是把实现某种功能的电路所需的各种元件都放在一块硅片上,所形成的整体被称作集成电路。对于“集成”,想象一下我们住过的房子可能比较容易理解:很多人小时候都住过农村的房子,那时房屋的主体也许就是三两间平房,发挥着卧室的功能,门口的小院子摆上一副桌椅,就充当客厅,旁边还有个炊烟袅袅的小矮屋,那是厨房,而具有独特功能的厕所,需要有一定的隔离,有可能在房屋的背后,要走上十几米……后来,到了城市里,或者乡村城镇化,大家都住进了楼房或者套房,一套房里面,有客厅、卧室、厨房、卫生间、阳台,也许只有几十平方米,却具有了原来占地几百平方米的农村房屋的各种功能,这就是集成。
当然现如今的集成电路,其集成度远非一套房能比拟的,或许用一幢摩登大楼可以更好地类比:地面上有商铺、办公、食堂、酒店式公寓,地下有几层是停车场,停车场下面还有地基——这是集成电路的布局,模拟电路和数字电路分开,处理小信号的敏感电路与翻转频繁的控制逻辑分开,电源单独放在一角。每层楼的房间布局不一样,走廊也不一样,有回字形的、工字形的、几字形的——这是集成电路器件设计,低噪声电路中可以用折叠形状或“叉指”结构的晶体管来减小结面积和栅电阻。
各楼层直接有高速电梯可达,为了效率和功能隔离,还可能有多部电梯,每部电梯能到的楼层不同——这是集成电路的布线,电源线、地线单独走线,负载大的线也宽;时钟与信号分开;每层之间布线垂直避免干扰;CPU与存储之间的高速总线,相当于电梯,各层之间的通孔相当于电梯间……。
6.国内集成电路设计方面的前途如何和有哪些发展方向
集成电路设计与集成电路系统专业学生可以选择从事集成电路设计、制造、封装测试以及集成电路工具的研发等工作,该专业旨在面向国家战略需求,面向世界科技前沿的方针,为适应信息技术学科和信息产业的发展,那集成电路设计及集成电路系统的就业方向和前景如何呢?
集成电路设计及集成电路系统的就业和发展前景:
随着高新技术的迅猛发展,当前国内外对集成电路设计人才的需求旺盛,但国内的集成电路设计的高级人才还是相当短缺的,所以集成电路设计与集成系统专业的学员就业率还是相当高的,我国正在大力发展此行业,从2001年开始在少数几所高校就已开始设置集成电路设计与集成系统的相关专业,这方面的专业技术人才还是相当缺乏的,由此来看,该专业的毕业生具有良好的就业和发展前景。
集成电路设计及集成电路系统的就业方向:
集成电路设计及集成电路系统专业的毕业生有较强的工作适应能力,就业范围宽,可以从事的岗位有很多,信息产业作为我国国民经济的支柱产业,是信息产业的核心技术,对国民经济发展和国家安全有着至关重要的战略意义,我国现在正在大力发展此行业,就业不会太难。
该专业学生毕业后可以到国内外各通信、雷达、电子对抗等电子系统设计单位和微电子产品的单位从事微电子系统的研发设计。就业岗位较多的城市有一线城市和部分二线城市北京、上海、广州、深圳、苏州、西安、武汉、成都、无锡和济南几大城市。
7.集成电路设计与集成系统的发展前景
集成电路设计涵盖了微电子、制造工艺技术、集成电路设计技术的众多内容,目前国内外对集成电路设计人才需求旺盛。集成电路的应用则覆盖了计算机、通信、消费电子等电子系统的集成与开发,随着电子信息产业的发展,使国内对高层次系统设计人才的需求也在不断增加。集成电路设计与集成系统专业的学生主要学习数理基础知识、集成电路设计技术和电子系统集成所必须的电路、计算机、信号处理、通信等知识。
通过课程设计、实验、生产实习和毕业设计环节,学习各种工具的使用,使学生将所学理论基础知识逐渐转化为实际的集成电路设计和系统集成等技能。
学生毕业后能从事集成电路设计、制造、封装测试以及集成电路工具的研发等工作,也可在电子系统(如计算机、通信、家电等)领域中从事教学和研发等技术工作。在硕士或博士研究生阶段可从事集成电路设计方法学、片上系统设计、集成电路制造工艺等集成电路设计方面的研究,也可从事计算机、通信、信号处理以及电路系统开发等集成电路应用方面的研究工作。
8.求一篇关于应用电子技术方面的毕业设计论文
数字电路毕业设计 ·多路智能报警器设计 ·电子密码锁设计 ·路灯的节能控制 ·±5V直流稳压电源的设计 ·病房呼叫系统 ·四路数字抢答器设计 ·全集成电路高保真扩音机 ·电容测量电路的设计 ·双输出可调稳压电源的设计 ·小型触摸式防盗报警器 ·数字自动打铃系统 ·防盗报警器 ·线性直流稳压电源的设计 ·稳压电源的设计与制作 ·数字电压表的设计 ·声控报警器毕业设计论文 ·数字频率计毕业设计论文 ·智能抢答器设计 ·集成功率放大电路的设计 ·宽带视频放大电路的设计 毕业设计 ·串联稳压电源的设计 ·智能饮水机控制系统 ·蓄电池性能测试仪设计 ·篮球比赛计时器的硬件设计 ·直流开关稳压电源设计 ·智能脉搏记录仪系统 ·48V25A直流高频开关电源设计 ·直流电动机的脉冲调速 ·基于D类放大器的可调开关电源的设计 ·CJ20-63交流接触器的工艺与工装只能给你方向,完全设计是不能的,代价低了,不划算。
没人愿意的,有的也是盗版的,。
9.求集成电路工艺发展及未来趋势 论文
信息技术是国民经济的核心技术,它服务于国民经济各个领域,微电子技术是信息技术的关键。
整机系统中集成电路采用多少是其系统先进性的直接表征。在集成电路产业中,硅技术是主流技术,硅集成电路产品是主流产品,占集成电路产业的90%以上。
正因为硅集成电路的重要性,各国都很重视,因而竞争激烈。21世纪上半叶,微电子技术仍将以尺寸不断缩小的硅基CMOS工艺技术为主流。
尽管微电子学在化合物半导体和其它新材料方面的研究及在某些领域的应用取得了很大进展,但远不具备替代硅基工艺的条件。硅集成电路技术发展至今,全世界以万亿美元的设备和技术投人,已使硅基工艺形成非常强大的产业能力。
同时,长期的科研投入已使人们对硅及其工艺的了解,达到十分深入、十分透彻的地步,这是非常宝贵的知识积累。产业能力和知识积累决定了硅基工艺起码将在100年内仍起主要作 用。
现今,世界IC特征线宽,批量生产的已达到0.18-0.13μm,芯片的集成度达到108-109量级,研究成果已提高到0.1μm技术。预计到2006年,单片系统集成芯片将达到如下指标:最小特征尺寸0.09μm、芯片集成度达2亿个晶体管、芯片面积520mm2、7-8层金属连线、管脚数4000个、工作电压0.9-1.2V、工作频率2-2.5GHz,功率160瓦。
到2010年,将提高到0.07μm的水平。而硅IC晶片直径尺寸,2000年-2005年将从200mm转向300mm,2006-2010年又将转向400mm。
单片硅集成技术最小特征尺寸的发展状况列于表1。 另外,从MPU工艺技术的演进来看,从表2可知,目前整个MOS产品工艺技术在从0.35μm大幅进步到0.18μm之后,已迈向0.13μm,整个技术仍继续朝着栅长与连线间距进一步微细化方向发展。
整个半导体工艺技术的发展随着晶体管栅长及光刻间距持续地缩小,使得芯片能够在面积越来越小的同时,获得较快的运行速度,同时也使得一个晶圆所能产出的芯片数目越来越多,大幅提高晶圆工艺的生产力。整个半导体工艺技术的发展仍是呈现持续加速的状态,特别是在DRAM、MPU等领域,而光刻等微细加工技术则呈现出稳定的发展。
随着微电子产业的发展,半导体工艺结构发生了深刻的变化。设计、制造、封装三业鼎业,集成器件制造商专注于加强力量,减小产品门类。
代工(foundry)模式不断发展,无生产线(fabless)公司溽现,无芯片(chipless)设计公司激增。晶圆代工服务的作用正在发生变化。
在早期,晶圆代工公司尚无财力和技术能力来支持前沿技术的开发。然而,到上世纪九十年代后期,较大的晶圆代工公司成长壮大,今天,他们已在进行前沿技术的并发。
他们已有广泛的客户基础,要求开展更多的服务,包括设计服务和交钥匙制造服务。晶圆代工公司曰作用的变化表现为:在1987-1997年,产能集中于通用IC;在1997-2001年,工作集中在ASIC技术和生产能力的提高;自2001年后,总体解决方案集中在SOC、其于互联网的设计、设计服务、交钥匙制造和后端服务。
到2004年,晶圆代公司的生产能力将占世界总生产能力的20%。在上世纪八十年代初期,消费类电子产品是半导体需求的主要推动力。
立体声收音机、彩色电视机和盒式录相机(VCR)成为普遍的家用电器。 从八十年代末开始,个人计算机(PC)成为强大的推动力。
今天,PC仍然是重要的,并将继续推动半导体的需求。同时,消费类电子产品已更加复杂化。
然而,主要的推动力是信息技术的爆炸性发展。从九十年代至今,通信与计算机一起占世界半导体需求的2/3。
通信是增长最快的门类。信息技术正在改变我们生活的方方面面,影响着我们的工作和生活。
信息技术也将对生产力产生深远影响,并成为世界经济增长的推动力。最近发表的2000年美国商类调研报告显示出信息技术已成为美国经济的第一推动力。
世界各地区半导体市场如表3所示,以2000年和2001年为基础,展望2004年亚太地区已经成为最大的半导体市场,而且增长速度也最快,其主要的推动力是中国国内需求的增长和中国作为世界生产基地带来的需求增长。从历史上看,半导体工业一直是周期性的发展。
2001年是下滑最严重的一年,销售额下降32%,为1390亿美元。然而,在2001年第4季度销售额已回升。
2002年增长6%,SIA预测,2003年和2004年两年将增长21%。从表3中也可看出2001年需求下降的深度。
亚太地区的下降显著地小于其他地区,而亚太市场在2001年占世界市场的28%,成为份额最大的地区市场。电子终端产品的生产将不断从日本和亚洲其他地区转移到中国。