31
第1章 信息技术概述
附：背景材料
32
第1章 信息技术概述
对晶圆上的每个 电路进行检测， 然后将晶圆切开 成小片，把合格 的电路分类，再 封装成一个个独 立的集成电路
进行成品测试， 按其性能参数 分为不同等级， 贴上规格型号 及出厂日期等 标签，成品即 可出厂
第1章 信息技术概述
集成电路的封装
集成电路封装目的：
电功能、散热功能、机械与化学保护功能
常见的封装方式：
28
第1章 信息技术概述
IC卡的类型(按使用方式分类)
接触式IC卡(如电话IC卡)
表面有方型镀金接口，共8个或6个镀金触点。 使用时必须将IC卡插入读卡机，通过金属触点 传输数据。
用于信息量大、读写操作比较复杂的场合,但易 磨损、怕脏、寿命短
非接触式IC卡(射频卡、感应卡)
采用电磁感应方式无线传输数据，解决了无源 （卡中无电源）和免接触问题
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。
14
第1章 信息技术概述
什么是集成电路？
集成电路 (Integrated Circuit，简称IC)：
1.2 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
12
第1章 信息技术概述
(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
电子电路中元器件的发展演变
信息有多种表现形式，语言、文字、声音、图片等都是 信息的表现形式(也称为信息的载体或媒体)
信息与物质和能量同样重要，它是人们认识世界、改造 世界的一种基本资源
4
第1章 信息技术概述
什么是信息处理？
信息处理指的是与下列内容相关的行为和活动：
信息的收集(如信息的感知、测量、获取、输入等) 信息的加工(如信息的分类、计算、分析、转换等) 信息的存储(如书写、摄影、录音、录像等) 信息的传递(如邮寄、电报、电话、广播等 ) 信息的施用(如控制、显示等)
······
7
第1章 信息技术概述
信息技术的发展历史
◎语言的形成和使用 ◎文字的创造 ◎印刷技术的发明 ◎望远镜、显微镜 ◎电报和电话通信 ◎广播、电视 ◎雷达、卫星（遥感感测） ◎计算机、机器人 ◎因特网（Internet） ···
8
第1章 信息技术概述
现代信息技术
3大特征：
采用电子技术（包括激光技术） 以数字技术（计算机）为基础 以软件为核心
电子防伪措施：个人数据和人脸图像经过加密后存储在芯 片中，需要时可通过非接触式读卡器读出进行验证。以后 还可以将人体生物特征如指纹等保存在芯片中，以进一步 提高防伪性能
数字管理功能：
存储器能储存多达几兆字节的信息，采用分区存储，按不同安 全等级授权读写
采用数据库和网络技术，实现全国联网快速查询和身份识别， 使二代证在公共安全、社会管理、电子政务、电子商务等方面 发挥重要作用
信息技术（Information Technology，简称IT）指 的是用来扩展人们信息器官功能、协助人们更有效 地进行信息处理的一门技术。
信息技术包括：
扩展感觉器官功能的感测(获取)与识别技术 扩展神经系统功能的通信技术 扩展大脑功能的计算(处理) 与存储技术 扩展效应器官功能的控制与显示技术
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
25
第1章 信息技术概述
(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。
工艺(μm) 晶体管(M) 时钟频率(GHz)
面积(mm2) 连线层数 晶圆直径(英寸)
1999
0.18 23.8 1.2
340 6 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
2014
0.014 3500
集成电路规模
专用集成电路（ASIC）
按电路的功能分：
小规模集成电 路（SSI）
数字集成电路
中规模集成电
模拟集成电路
路（MSI）
按晶体管结构、电路和工艺分：
双极型（Bipolar）电路 金属氧化物半导体(MOS)电路
大规模集成电 路（LSI）
······
超大规模集成
按集成度(芯片中包含的元器件 电路（VLSI）
什么是 IC卡？
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
特点：
存储信息量大 保密性能强 可以防止伪造和窃用 抗干扰能力强 可靠性高
应用举例：
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）
内容：
计算机、微电子、通信、广播、遥感遥测、自动控制、 机器人等
9
第1章 信息技术概述
什么是信息处理系统？
用于辅助人们进行信息获取、传递、存储、加工处理、 控制及显示的综合使用各种信息技术的系统，可以通称 为信息处理系统
信息处理系统的结构：
传输/存储
信息加工
传输/存储
感测与识别
信息输入
10
例：Intel微处理器集成度的发展
晶体管数
CORE 2 Quad 1000x106
80386
80486
CORE 2 Duo Pentium III Pentium 4
Pentium II Pentium
100x106 10x106 106
8086
80286
100 000
8080 8008 4004
1970 1975
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 小规模集成电路 微型化的电路或系统
集成电路的优点：
体积小、重量轻 功耗小、成本低 速度快、可靠性高
超大规模集成电路
15
第1章 信息技术概述
集成电路的分类
பைடு நூலகம்
按用途分：
通用集成电路
读书、上课、交谈等所学习和了解的知识、方法、事 实和情况
为了做判断、订计划或求解问题等所需要的数据、资 料
···
3
第1章 信息技术概述
信息是什么？(2)
中国大百科全书的解释：从认识论层次来看，信息是指 认识主体所感知或主体所表述的 “事物运动的状态及状 态变化的方式”
信息因它所表达的内容而有一定的价值，也因能相互交 流而体现其作用
作为电子钱包（如电话卡、公交卡、加油卡等）
27
第1章 信息技术概述
IC卡的类型(按芯片分类)
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）
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。
5
第1章 信息技术概述
人工进行信息处理的过程
信息传递 (神经系统)
信息加工与 存储(大脑)
信息传递 (神经系统)
眼/耳/鼻/舌/身
信息获取 (感觉器官)
事物客体
手/脚/身
信息施用 (效应器官)
人工信息处理的不足： 算不快
记不住 传不远 看（听）不清
信息技术（IT）
6
第1章 信息技术概述
什么是信息技术？
(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。
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)
数目)分：
极大规模集成 电路（ULSI）
元器件数目 ＜100
100~3000
3000~10万 10万~几十
亿 ＞100万
16
第1章 信息技术概述
附：常见集成电路产品的类型
混
合
A/D转换器
电
路
D/A转换器
17
第1章 信息技术概述
(2)集成电路的制造(选学)
• 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。
控制与显示
信息输出
第1章 信息技术概述
信息处理系统举例
雷达： 以感测与识别为主要目的 电视/广播： 以单向、点到多点的信息传递为主要