集成電路簡介

1、是把整個電路的各個元件以及相互之間的聯(lián)接同時是把整個電路的各個元件以及相互之間的聯(lián)接同時制造在一塊半導體芯片上制造在一塊半導體芯片上, 組成一個不可分的整體組成一個不可分的整體各類型號集成芯片各類型號集成芯片19521952年年5 5月，英國科學家達默第一次提出了集成電路的設想。月，英國科學家達默第一次提出了集成電路的設想。19581958年以德克薩斯儀器公司的科學家基爾比為首的研究小組年以德克薩斯儀器公司的科學家基爾比為首的研究小組研制出了世界上第一塊集成電路研制出了世界上第一塊集成電路第第一塊集成電路：一塊集成電路：TI公司的公司的Kilby12個器件，個器件，Ge晶片晶片獲得2000年N

2、obel物理獎19591959年年 美國仙童美國仙童/ /飛兆公司（飛兆公司（ FairchildsFairchilds）的）的R.Noicy R.Noicy 諾諾依斯開發(fā)出用于依斯開發(fā)出用于ICIC的的SiSi平面工藝技術，從而推動了平面工藝技術，從而推動了ICIC制造制造業(yè)的大發(fā)展。業(yè)的大發(fā)展。1959年仙童公司制造的年仙童公司制造的IC 諾諾伊斯伊斯按集成電路規(guī)模分類按集成電路規(guī)模分類l 小規(guī)模集成電路小規(guī)模集成電路(Small Scale IC(Small Scale IC，SSI)SSI)l 中規(guī)模集成電路中規(guī)模集成電路(Medium Scale IC(Medium Scale IC

3、，MSI)MSI)l 大規(guī)模集成電路大規(guī)模集成電路(Large Scale IC(Large Scale IC，LSI)LSI)l 超大規(guī)模集成電路超大規(guī)模集成電路(Very Large Scale IC(Very Large Scale IC，VLSIVLSI) )l 特大規(guī)模集成電路特大規(guī)模集成電路(Ultra Large Scale IC(Ultra Large Scale IC，ULSI)ULSI)l 巨大規(guī)模集成電路巨大規(guī)模集成電路(Gigantic Scale IC(Gigantic Scale IC，GSIGSI）集成電路發(fā)展6060年代年代 TTLTTL、ECLECL出現(xiàn)并得到

4、廣泛應用。出現(xiàn)并得到廣泛應用。7070年代年代 MOS LSIMOS LSI得到大發(fā)展得到大發(fā)展, , 典型產(chǎn)品典型產(chǎn)品64K DRAM 64K DRAM ，1616位位 MPUMPU8080年代年代 VLSIVLSI出現(xiàn)，使出現(xiàn)，使ICIC進入了嶄新的階段進入了嶄新的階段, ,典型產(chǎn)品典型產(chǎn)品4M 4M DRAMDRAM9090年代年代 ASICASIC、ULSIULSI和巨大規(guī)模集成和巨大規(guī)模集成GSIGSI等代表更高技術等代表更高技術水平的水平的ICIC不斷涌現(xiàn)，并成為不斷涌現(xiàn)，并成為ICIC應用的主流應用的主流產(chǎn)品產(chǎn)品 1G DRAM 1G DRAM 摩爾定律：在價格不變的情況下，集成

5、電路芯片上的晶體在價格不變的情況下，集成電路芯片上的晶體管數(shù)量每管數(shù)量每 18 個月翻一番，即每個月翻一番，即每 3 年乘以年乘以 4。線條線條寬度每寬度每 6 年下降一半。年下降一半。 集成度集成度 以以一個一個ICIC芯片所包含的元件芯片所包含的元件( (晶體管或門晶體管或門/ /數(shù)數(shù)) )來衡量，來衡量，（包括有源和無源元件）（包括有源和無源元件） 。隨著集成度的提高，使。隨著集成度的提高，使ICIC及使用及使用ICIC的電子設備的功能增強、速度和可靠性提的電子設備的功能增強、速度和可靠性提高、功耗降低、體積和重量減小、產(chǎn)品成本下降，從高、功耗降低、體積和重量減小、產(chǎn)品成本下降，從而提高

6、了性能而提高了性能/ /價格比，不斷擴大其應用領域，因此價格比，不斷擴大其應用領域，因此集成度是集成度是ICIC技術進步的標志。為了提高集成度采取了技術進步的標志。為了提高集成度采取了增大芯片面積、縮小器件特征尺寸、改進電路及結(jié)構(gòu)增大芯片面積、縮小器件特征尺寸、改進電路及結(jié)構(gòu)設計等措施。為節(jié)省芯片面積普遍采用了多層布線結(jié)設計等措施。為節(jié)省芯片面積普遍采用了多層布線結(jié)構(gòu)，現(xiàn)已達到構(gòu)，現(xiàn)已達到7 7層布線。從電子系統(tǒng)的角度來看，集層布線。從電子系統(tǒng)的角度來看，集成度的提高使成度的提高使ICIC進入系統(tǒng)集成或片上系統(tǒng)進入系統(tǒng)集成或片上系統(tǒng)(SoC)(SoC)的時的時代。代。 特征尺寸特征尺寸 特征特

7、征尺寸定義為器件中最小線條寬度尺寸定義為器件中最小線條寬度( (對對MOSMOS器件而言，器件而言，通常指器件柵電極所決定的溝道幾何長度通常指器件柵電極所決定的溝道幾何長度) )，也可定，也可定義為最小線條寬度與線條間距之和的一半。減小特征義為最小線條寬度與線條間距之和的一半。減小特征尺寸是提高集成度、改進器件性能的關鍵。特征尺寸尺寸是提高集成度、改進器件性能的關鍵。特征尺寸的減小主要取決于光刻技術的改進。集成電路的特征的減小主要取決于光刻技術的改進。集成電路的特征尺寸向深亞微米發(fā)展，目前的規(guī)模化生產(chǎn)是尺寸向深亞微米發(fā)展，目前的規(guī)?；a(chǎn)是0.180.18m m、0.15 0.15 m m 、

8、0.130.13m m、90nm90nm工藝，工藝， IntelIntel目前將大部目前將大部分芯片生產(chǎn)制成轉(zhuǎn)換到分芯片生產(chǎn)制成轉(zhuǎn)換到65nm 65nm 。特征尺寸從4m70nm的成比例減少的線條 晶片直徑晶片直徑(Wafer Diameter)(Wafer Diameter) 為了提高集成度，可適當增大芯片面積。然而，芯片為了提高集成度，可適當增大芯片面積。然而，芯片面積的增大導致每個圓片內(nèi)包含的芯片數(shù)減少，從而面積的增大導致每個圓片內(nèi)包含的芯片數(shù)減少，從而使生產(chǎn)效率降低，成本高。采用更大直徑的晶片可解使生產(chǎn)效率降低，成本高。采用更大直徑的晶片可解決這一問題。晶圓的尺寸增加，當前的主流晶圓的

9、尺決這一問題。晶圓的尺寸增加，當前的主流晶圓的尺寸為寸為8 8吋，正在向吋，正在向1212吋晶圓邁進。吋晶圓邁進。晶圓尺寸的增加晶圓尺寸的增加10 一個一個12吋晶圓與人臉大小的對比吋晶圓與人臉大小的對比 封裝封裝(Package) (Package) IC IC的封裝最初采用插孔封裝的封裝最初采用插孔封裝THP (through-hole THP (through-hole package)package)形式。為適應電子設備高密度組裝的要求，表形式。為適應電子設備高密度組裝的要求，表面安裝封裝面安裝封裝(SMP)(SMP)技術迅速發(fā)展起來。在電子設備中使技術迅速發(fā)展起來。在電子設備中使用用SMPSMP的優(yōu)點是能節(jié)省空間、改進性能和降低成本，因的優(yōu)點是能節(jié)省空間、改進性能和降低