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集成电路的发展论文

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题目:集成电路的发展
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集成电路的发展
摘要
集成电路不仅在工、民用电子设备如收录机、电视机、计算机等方面得到广泛的应用,同时在军事、通讯、遥控等方面也得到广泛的应用。

用集成电路来装配电子设备,其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍,设备的稳定工作时间也可大大提高。

在当今这信息化的社会中,集成电路已成为各行各业实现信息化、智能化的基础。

无论是在军事还是民用上,它已起着不可替代的作用。

本文试论由集成电路的发展史到未来发展趋势。

关键词:集成电路发展史未来发展趋势晶体管MOS
1、集成电路概述
所谓集成电路(IC),就是在一块极小的硅单晶片上,利用半导体工艺制作上许多晶体二极管、三极管及电阻、电容等元件,并连接成完成特定电子技术功能的电子电路。

从外观上看,它已成为一个不可分割的完整器件,集成电路在体积、重量、耗电、寿命、可靠性及电性能方面远远优于晶体管元件组成的电路,目前为止已广泛应用于电子设备、仪器仪表及电视机、录像机等电子设备中。

2、集成电路发展史
1) 发现和研究半导体效应
1833-第一次记录了半导体效应
1874-发现半导体点接触整流效应
1901-场效应半导体器件概念申请专利
1931-出版《半导体电子理论》
1940-p-n结的发现
1947年12月16日-“触点式”晶体管的发明
1948-结型晶体管的诞生
1952-贝尔实验室授权晶体管技术
2)“集成电路”的发明
1958-杰克·基尔比(Jack Kilby)展示了“固态电路”
1959-平面工艺的发明导致了单片集成电路的发明
3)金属氧化物半导体(MOS)和互补型金属氧化物半导体(CMOS)的发明
1960-制成首个金属氧化半导体(MOS)绝缘栅场效应晶体管
1963-发明互补型MOS电路结构
4)集成电路工业进入发展期
1963-开发标准逻辑集成电路系列
1964-混合微型电路达产量高峰
1964-第一块商用MOS集成电路诞生
1964-第一个广泛应用的模拟集成电路诞生
1965-适合于系统集成的封装设计
1965-只读型存储是第一个专用存储IC存储
1966-为高速存储开发的半导体RSMs
1968-集成了数据转换功能的电流源集成电路
1968-为集成电路开发的硅栅技术
1969-肖特基势垒二极管让TTL存储器的速度加倍
1970-MOS动态随机存取存储器(DRAM)与磁芯存储器价格相近
1971-微处理器将CPU功能浓缩进单个芯片
1974-数字显示式手表是第一块片上系统(SoC)集成电路
1978-(可程序化行列逻辑)用户可编程逻辑器件诞生
1979-单片数字信号处理器诞生
3、集成电路未来发展趋势及新技术
3.1集成电路发展趋势
随着集成方法学和微细加工技术的持续成熟和不断发展,以及集成技术应用领域的不断扩大,集成电路的发展趋势将呈现小型化、系统化和关联性的态势。

1) 器件特征尺寸不断缩小
自1965年以来,集成电路持续地按摩尔定律增长,即集成电路中晶体管的数目每18个月增加一倍。

每2~3年制造技术更新一代,这是基于栅长不断缩小的结果,器件栅长的缩小又基本上依照等比例缩小的原则,同时促进了其它工艺参数的提高。

在未来CMOS器件的栅长会越来越小。

2) 系统集成芯片(SoC)
随着集成电路技术的持续发展,不同类型的集成电路相互镶嵌,已形成了各种嵌入式系统(Embedded System)和片上系统(System on Chip 即oC)技术。

也就是说,在实现从集成电路(IC)到系统集成(IS)的过渡中,可以将一个电子子系统或整个电子系统集成在一个芯片上,从而完成信息的加工与处理功能。

SoC以IP复用为基础,把已有优化的子系统甚至系统级模块纳入到新的系统设计之中,从而实现集成电路设计能力的第4次飞跃,并必将导致又一次以系统芯片为特色的信息产业革命。

3) 学科结合将带动关联发展
微细加工技术的不断成熟和应用领域的不断扩大,必将带动一系列交叉学科及其有关将技术的发展,例如微电子机械系统、微光电系统、DNA 芯片、二元光学、化学分析芯片以及作为电子科学和生物科学结合的产物——生物芯片的研究开发等,它们都将取得明显进展。

4)未来应用
应用是集成电路产业链中不可或缺的重要环节,是集成电路最终进入消
费者手中的必经之途。

除众所周知的计算机、通信、网络、消费类产品的应用外、集成电路正在不断开拓新的应用领域。

如微机电系统、微光机电系统、生物芯片(如DNA芯片)、超导等,这些创新的
应用领域正在形成新的产业增长点。

3.2集成电路发展新技术
1)无焊内建层(Bumpless Build-Up Layer,BBLIL)技术
2)微组装技术
3)纳米级光刻及微细加工技术
4)铜互连技术
5)高密度集成电路封装的工业化技术
6)应变硅材料制造技术
参考文献:
1.王竞.集成电路的发展趋势及面临的问题.科技资讯.2009
2.于宗光.硅集成电路发展趋势及展望.电子与封装.2003
3.王永刚.集成电路的发展趋势和关键技术.电子元器件应用.2009(11)
4.阮刚.集成电路工艺.复旦大学出版社.2006。

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