集成电路发展史

集成电路发展史集成电路对一般人来说也许会有陌生感，但其实我们和它打交道的机会很多。计算机、电视机、、网站、取款机等等，数不胜数。除此之外在航空航天、星际飞行、医疗卫生、交通运输、武器装备等许多领域，几乎都离不开集成电路的应用，当今世界，说它无孔不入并不过分。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。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。[1]2集成电路发展及其影响2.1集成电路的发展集成电路的发展经历了一个漫长的过程，以下以时间顺序，简述一下它的发展过程。1906年，第一个电子管诞生；1912年前后，电子管的制作日趋成熟引发了无线电技术的发展；1918年前后，逐步发现了半导体材料；1920年，发现半导体材料所具有的光敏特性；1932年前后，运用量子学说建立了能带理论研究半导体现象；1956年，硅台面晶体管问世；1960年12月，世界上第一块硅集成电路制造成功；1966年，美国贝尔实验室使用比较完善的硅外延平面工艺制造成第一块公认的大规模集成电路。[2]1988年：16MDRAM问世，1平方厘米大小的硅片上集成有3500万个晶体管，标志着进入超大规模集成电路阶段的更高阶段。1997年：300MHz奔腾Ⅱ问世,采用0.25μｍ工艺，奔腾系列芯片的推出让计算机的发展如虎添翼，发展速度让人惊叹。2023年：intel酷睿i系列全新推出，创纪录采用了领先的32纳米工艺，并且下一代22纳米工艺正在研发。集成电路制作工艺的日益成熟和各集成电路厂商的不断竞争，使集成电路发挥了它更大的功能，更好的服务于社会。由此集成电路从产生到成熟大致经历了如下过程：[3]电子管——晶体管——集成电路——超大规模集成电路集成电路的前奏——电子管、晶体管电子管，是一种在气密性封闭容器中产生电流传导，利用电场对真空中的电子流的作用以获得信号放大或振荡的电子器件。由于电子管体积大、功耗大、发热厉害、寿命短、电源利用效率低、结构脆弱而且需要高压电源的缺点，很快就不适合发展的需求，被淘汰的命运就没躲过。[4]晶体管，是一种固体半导体器件，可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。晶体管很快就成为计算机“理想的神经细胞”，从而得到广泛的使用。虽然晶体管的功能比电子管大了很多，但由于电子信息技术的发展，晶体管也越来越不适合科技的发展，随之出现的就是能力更强的集成电路了。[5]（图1）老式电子管[6]（图2）晶体管[7]主态集成电路的浮诞生众脏漠几根零乱的阵电线将五个六电子元件连杏接在一起，膊就形成了历掉史上第一个脸集成电路。申虽然它看起德来并不美观笑，但事实证央明，其工作女效能要比使响用离散的部叠件要高得多负。历史上第灭一个集成电承路出自杰克极-基尔比之它手。当时，修晶体管的发火明弥补了电洁子管的不足股，但工程师绑们很快又遇好到了新的麻破烦。为了制功作和使用电稿子电路，工息程师不得不比亲自手工组尼装和连接各足种分立元件哥，如晶体管炒、二极管、港电容器等。宽其实，在2慰0世纪50屯年代，许多统工程师都想择到了这种集刷成电路的概狸念。美国仙军童公司联合剑创始人罗伯糊特-诺伊斯容就是其中之念一。在基尔李比研制出第突一块可使用功的集成电路重后，诺伊斯仰提出了一种赶“半导体设需备与铅结构赚”模型。1管960年，肚仙童公司制劳造出第一块爷可以实际使展用的单片集辰成电路。诺岭伊斯的方案蜘最终成为集奸成电路大规狮模生产中的邮实用技术。袍基尔比和诺玩伊斯都被授渐予“美国国怪家科学奖章南”戏。他们被公宪认为集捐成电路共同插发明者。筝[殊8驾]拜（图3）第第一个集成什电路宜[9]势并以后够，随着甜集成电路芯烫片封装技术弊的应用，解船决了集成电德路免受外力粱或环境因素例导致的破坏渠的问题猴。集成电路不芯片封装是旧指利用膜技栗术及微细加遗工技术，将汉芯片及其他若重要要素在修框架或基板特上布置、粘伸贴固定及连夹接，引出接训线端子并通静过可塑性绝慢缘介质灌封牢固定，构成乞整体立体结丈构的工艺。疗这样按电子大设备整机要膊求机型连接狮和装配，实睡现电子的、朋物理的功能啄，使之转变彼为适用于整眠机或系统的唱形式，就大蹄大加速了集肝成电路工艺森的发展。才[婶10夕]向随着电子技顷术的继续发减展，超大规压模集成电路桂应运而生。垒1967年妹出现了大规叶模集成电路南，集成度迅动速提高；1洁977年超吼大规模集成幼电路面世，倦一个硅晶片漫中已经可以猛集成15丛万个以上的奥晶体管四；哭1988年嚷，叮16MD稻RAM问世喜，1平方厘选米大小的硅纺片上集成有衡3500万讽个晶体管，叔标志着进入正超大规模集锄成电路（V磨LSI）阶育段昼；召1997年者，300M泛Hz奔腾壮Ⅱ患问世,采用礼0.25肉μ剪ｍ工艺，奔护腾系列芯片梦的推出让计饲算机的发展貌如虎添翼，议发展速度让亡人惊叹，至吗此，超大规费模集成电路抗的发展又到弃了一个新的临高度。伙20月09库年冤，乡intel驱酷睿i系列灾全新推出，袖创纪录采用恭了领先的3舒2纳米工艺桑，并且下一筛代22纳米赚工艺正在研衣发。芽集成电路的浆集成度从小四规模到大规辛模、再到超青大规模的迅市速发展，关盈键就在于集塔成电路的布凶图设计水平呼的迅速提高胸，集成电路暂的布图设计蛛由此而日益峰复杂而精密畜。援这些技术的危发展，使得淋集成电路的倍发展进入了慎一个新的发荷展的里程碑散。相信随着渗科技的发展沿，集成电路捕还会有更高怎的发展稀。朗[酷11硬]框禁中国的集成纵电路产业起见步于20世锡纪60年代傻中期，瘦1976年词，中国科学张院计算机研觉究所研制成茎功1000民万次大型电群子计算机所闹使用的电路支为中国科学劣院109厂神研制的EC屈L型电路；唯1986年呆，电子部提声出考“格七五占”扒期间，我国笋集成电路技安术膀“穿531硬”仇发展战略，笔即推进5微打米技术，开陵发3微米技德术，进行1色微米技术科勿技攻关；1菊995年，恒电子部提出遣“析九五玩”贫集成电路发叠展战略：以答市场为导向者，以CAD核为突破口，激产学研用相剃结合以我为演主，开展国奔际合作，强柴化投资；愉在2003俭年，中国半模导体占世界租半导体销售手额的9%，咐电子市场达猜到860亿话美元，中国堪成为世界第肚二大半导体乘市场，中国探中高技术产挪品的需求将吸成为国民经织济新的增长选动力。到受现在已经初盈具规模，形号成了产品设腰计、芯片制丰造、电路封退装共同发展淹的态势。至我们相信，廊随着我国经躬济的发展和玻对集成电路喇的重视程度冈的提高，我影国集成电路妇事业也会有舌更大的发展星！看[绿12保]姻2.扭2驼集成电路发助展对世界经烘济的影响弃在上个世纪题八十年代初趁期，消费类统电子产品(屿立体声收音辟机、彩色电曲视机和盒式边录相机)是会半导体需求仔的主要推动付力。从八十位年代末开始拥，个人计算旋机成为半导钉体需求强大慰的推动力。紫至今，PC晃仍然推动着庙半导体产品贺的需求。旗从九十年代铅至今，通信孤与计算机一深起占领了世糟界半导体需雾求的2／3骨。其中，通剩信的增长最燃快。信息技显术正在改变盘我们的生活塔，影响着我巨们的工作。庸信息技术在忌提高企业竞爆争力的同时围，已成为世贱界经济增长皇的新动力。更2004年拜，亚太地区罢已成为世界回最大的半导本体市场，其方主要的推动谱力是中国国思内需求的增昨长和中国作兄为世界生产铲基地所带来炎的快速增长腰。电子终端塔产品的生产您将不断从日窗本和亚洲其进他地区转移气到中国。扮[1毙3摊]眠3薪集成电志路分类训3.1裂按功能分体井按其功能不幼同可分为模泄拟集成电路拼和数字集成突电路两大类殊。前者用来歉产生、放大阶和处理各种读模拟电信号双；后者则用砌来产生、放西大和处理各渡种数字电信粱号。所谓模统拟信号，是医指幅度随时驾间连续变化达的信号。例横如，人对着蚊话筒讲话，闹话筒输出的配音频电信号缺就是模拟信由号，收音机余、收录机、嫁音响设备及带电视机中接召收、放大的躬音频信号、揭电视信号，秃也是模拟信命号。所谓数旅字信号，是臣指在时间上赢和幅度上离呆散取值的信痕号，例如，音电报电码信升号，按一下绕电键，产生饥一个电信号员，而产生的倾电信号是不徐连续的。这饿种不连续的盛电信号，一刑般叫做电脉循冲或脉冲信致号，计算机酸中运行的信筝号是脉冲信冠号，但这些苹脉冲信号均叙代表着确切服的数字，因久而又叫做数岩字信号。在毕电子技术中潜，通常又把真模拟信号以丢外的非连续午变化的信号挖，统称为数间字信号。目培前，在家电犯维修中或一焰般性电子制题作中，所遇船到的主要是伐模拟信号；伟那么，接触旷最多的将是描模拟集成电弃路。技季响社今沟鞋禁汉（图那4歌）模拟电路狠启[14]叨描贷他粱氧保嫂尤（图尸5昼）数字电路驼[15]塘3.2按冰制作工艺孟分瓶集成电路按校其制作工艺佩不同，可分捧为半导体集旁成电路、膜多集成电路和闻混合集成电仁路三类。半央导体集成电葛路是采用半习导体工艺技斯术，在硅基节片上制作包赴括电阻、电祸容、三极管懂、二极管等兔元器件并具庆有某种电路皱功能的集成火电路；膜集趋成电路是在耍玻璃或陶瓷欲片等绝缘物睡体上，以“率膜”的形式轧制作电阻、战电容等无源吃器件。无源大元件的数值筛范围可以作谊得很宽，精姥度可以作得鸭很高。但目架前的技术水累平尚无法用为“膜”的形铃式制作晶体蛋二极管、三啦极管等有源咸器件，因而差使膜集成电愚路的应用范秩围受到很大粥的限制。在急实际应用中妖，多半是在督无源膜电路察上外加半导乎体集成电路屯或分立元件到的二极管、德三极管等有竭源器件，使玻之构成一个静整体，这便具是混合集成效电路。根据戴膜的厚薄不挂同，膜集成到电路又分为席厚膜集成电分路（膜厚为摔1μm～1副0μm）和徐薄膜集成电浊路（膜厚为甲1μm以下赛）两种。在受家电维修和登一般性电子干制作过程中粘遇到的主要师是半导体集捞成电路、厚怎膜电路及少桑量的混合集街成电路贩。顽量盼撒太染证舍溉贤舱（图德6猎）膜集成电触路洽[16]猴贱希灵疲垂总就览（图穴7因）半导体集吉成电路资[17]细3.3按良高低分政按集成度高填低不同，可绩分为小规模液、中规模、抹大规模及超趟大规模集成捏电路四类。匹对模拟集成掌电路，由于束工艺要求较乒高、电路又值较复杂，所抚以一般认为词集成50个缸以下元器件救为小规模集狠成电路，集羞成50－1逝00个元器岗件为中规模萝集成电路，择集成100糕个以上的元早器件为大规胜模集成电路帜；对数字集刘成电路，一拖般认为集成玉1～10等链效门／片或券10～10强0个元件／及片为小规模碗集成电路，征集成10～汽100个等章效门／片或纺100～1发000元件轰／片为中规六模集成电路辣，集成10精0～10,涨000个等质效门／片或形1000～迎100,0懂00个元件智／片为大规谱模集成电路携，集成10矮,000以岗上个等效门折／片或10怪0,000街以上个元件划／片为超大俩规模集成电巴路。驰3.4按导误电类型分合按导电类型分不同，分为当双极型集成舅电路和单极朽型集成电路贪两类。前者骑频率特性好凶，但功耗较材大，而且制情作工艺复杂瓦，绝大多数夕模拟集成电行路以及数字职集成电路中变的TTL、涨ECL、H甲TL、LS遇TTL、S升TTL型属蛛于这一类。览后者工作速援度低，但输蛛人阻抗高、助功耗小、制钻作工艺简单通、易于大规极模集成，其袭主要产品为摧MOS型集雅成电路。M钩OS电路又嗓分为NMO欠S、PMO哗S、CMO河S型。结蜘榨即食干傍砖仿粘（图强8手）双极型集责成电路做[18]稀遥鸣户偏趣隔（图各9煮）单极型集惑成电路汗[19]缎4漫酬集成电路应垒用领域冬4.1停在计算机的诱应用磨随着集成了绍上千甚至上撤万个电子元伶件的大规模颠集成电路和承超大规模集絮成电路的出带现，电子计更算机发展进钉入了第四代送。第四代计左算机的基本宰元件是大规筋模集成电路奸，甚至超大引规模集成电赞路，集成度足很高的半导猴体存储器贿替代了磁芯斑存储器，运胃算速度可达明每秒几百万损次，甚至上晶亿次基本运坟算枪。努[唤20窑]呼计算机主要顾部分几乎都勒和集成电路顺有关，CP蝇U、显卡、航主板、内存洽、声卡、网困卡、光驱等境等，无不与柱集成电路有年关。并且专迹家通过最新属技术把越来迅越多的元件星集成到一块污集成电路板执上，并使计袜算机拥有了信更多功能，绸在此基础上党产生许多新扰型计算机，蛇如掌上电脑震、枝指纹识别电洞脑逼、伸声控计算机信等等。随着铅高新技术的觉发展起必刃将会有越来探越多的高新耐计算机出现么在我们面前平。寿悔钞蝴绒肚（图浑10像）指纹识别搞鼠标超按[21]顺侦扰轨顺滤（图停11着）声控计算税机份[22]俗4.2在通遍信上的应用铺集成电路在长通信中应用肆广泛，诸如发通信卫星，伴，雷达慌等，我国自缺主研发的任“悉北斗帐”梳导航系统就叮是其中典型衬一例。楼“慢北斗续”绍导航系统是菊我国具有自林主知识产权呼的卫星定位专系统，与美李国GP双S、俄罗斯辽格罗纳斯、耻欧盟伽利略四系统并称为静全球4大狮卫星导航系恐统。它的研世究成功，打柏破了卫星定第位导航应用代市场由国外尺GPS垄喂断的局面。资前不久，我迁国已成功发亦射了第二代午北斗导航试暖验卫星，未盛来将形成由拐５颗静止轨润道卫星和3倒0颗非静圾止轨道卫星药组成的网络案，我国自主云卫星定位导模航正在由试巾验向应用快门速发展。挽将替代孕“法北斗参”骡导航系统内妻国外芯片的拆“绳领航一号尺”歪，还可广泛孙应用于海陆故空交通运输懒、有线和无据线通信、地往质勘探、资爆源调查、森绪林防火、医维疗急救、海锣上搜救、精袋密测量、目筋标监控等领愚域。啦近年来,随漫着高新技术诊的迅猛发展惜,雷达技术活有了较大的苹发展空间,拜雷达与反雷欧达的相对平么衡状态不断紧被打破。有摩源相控阵是援近年来正在感迅速发展的涌雷达新技术毙,它将成为放提高雷达在剃恶劣电磁环饼境下对付快傅速、机动及忍隐身目标的挽一项关键技蠢术。有源相岛控阵雷达是并集现代相控漆阵理论、超辅大规模集成变电路、高速渠计算机、先奔进固态器件恼及光电子技或术为一体的识高新技术产肃物。贺[丸23跪]易相比之下户毫米波雷达萝具有导引精墓度高、抗干些扰能力强、熟多普勒分辨吼率高、等离究子体穿透能析力强等特点毁；因此其广宇泛的用于末舟制导、引信幻、工业、医钉疗等方面魔。前无论是军用剪还是民用，苦都对毫米波烧雷达技术有萝广泛的需求旺，远程毫米这波雷达在发冰展航天事业桥上有广泛的腥应用前景，秧是解决对远脊距离、多批喜、高速飞行拘的空间目标钟的精细观测愚和精确制导差的关键手段竿。可以预料办各种战术、否战略应用的矿毫米波雷达慨将逐渐增多润。面[卧24垃]尼瓜困和监嚼（图戴12奔）纺有源相控阵摔雷达页菜[25]饿虎涌寺自旁（图1袋3摸）毫米波雷捡达职[26]刚4.瞧3杯在医学上的择应用显随着社会的忘发展和科学煤技术的不断快进步，人们纽对医疗健康顿、康生活质量露、肠疾病护理等敌方面提出了柄越来越高的充要求心。涌同时，依托墨于高新领域讨电子技术的誓各种治疗和化监护手段越鸭来越先进，版也使得医疗崇产品突破了往以往观念的撒约束和限制折，在信息化岛、倚微型化寨、验实用化等方搭面得到了长云足发展阁。奇诸多专家郑从医疗健康届领域的需求愧分析入手，脑从集成电路医技术的角度郑对医疗健康拖领域的应用敢的关键技术蜡（现状和前寺景）做了大痰致的分析探屯讨佣。展[庭27牙]项随着集成电米路越来越多础的渗入现代逮医学，现代送医学有了长泽足进步。棍在医学管理伟方面顽IC卡医疗贴仪器管理系签统晌就是典型代两表。撤IC卡医疗雄仪器管理系暂统集IC福卡、监控案、计算机网押络管理于一缴体，凭卡检附查，电子自奋动计时计次凳，可实现充搭值、打印，窑报表功能。摧系统性能稳像定，运行可投靠；控制医钓疗外部关键决部位，不与剧医疗仪器内再部线路连接钩，不影响医疗疗仪器性能伟，不产生屋任何干扰；沿管理机与智饺能床有机结另合，分析计爪次；影像系剂统自动识别滔，有效解决仙病人复查问哄题；轻松实抗现网络化管纸理，可随时铺查阅档案记涉录，统计任桂意时间内的裳就医人数。牺（图14）越医疗仪器收喘费管理系统止[28]斤在健康应用雨方面，并临时心脏起妹搏器作为治豆疗各种病因租导致的一过文性缓慢型心险律失常及植妄入永久心脏免起搏器前的群过渡性治疗隐，已广泛应多用于临床工嚼作，技术成肺熟。在非心畏脏的外科手奏术患者中合扶并有心动过秩缓及传导阻汗滞者，在围旷手术期可因鼠为麻醉、药仅物及手术的进影响，加重婶心动过缓及倚传导阻滞，缺增加了手术居风险，限制鸽了外科手术性的开展，而毙植入临时心渔脏起搏器可炮有效解决上胡述问题，增怠加此类患者痰围手术期的琴安全性。罗[姻29穷]艇（图15）踏心脏起搏器练[30]茄戏磁振造影仪缘是一种新型忘医疗设备，确对于治疗许示多疾病有它烟独特的功效紫。芦磁振造影仪筛（MRI）谢是利用磁振雪造影的原理云，将人体置范于强大均匀斧的静磁场中躁，透过特定和的无线电波杂脉冲来改变杠区域磁场，抱藉此激发人割体组织内的插氢原子核产疗生共振现象骄，而发生磁胜矩变化讯号沟。因为身体鼻中有不同的奇组织及成份球，性质也各弦异，所以会音产生大小不蔽同的讯号，糠再经由计算杠机运算及变孟换为影像，醒将人体的剖团面组织构造半及病灶呈现探为各种切面佳的断层影像绕。仍似身体几乎任毒何部位皆可旧执行MRI唱检查，影像报非常清晰与俭细腻，尤其榆是对软组织梦的显影，不舅是任何其它尽医学影像系啄统所能比拟术的。目前常怀用的MRI弄影像乃是依斥据各组织内夏核帆磁共振讯号毫所建立的，弯氢是人体组迈织中最多的豆成份，因此燃MRI影像汗可诊断各种刚疾病，包括哈脑部癌病、渴水肿、血梗粮，神经的脱侮鞘与脂肪不腥正常分布，腐铁成份的颂沉牙积性疾病、希出血，以及辛心肌不正常陪收缩等。坚MRI的优造点除了不须辅要侵入人体既，即可得人角体各种结构赚组织之任意怜截面剖面图稍，且可获取斤其它众多的宰物理参数鸣信碍息，MRI朽检查在国内渣外十几年来牲至今尚未发刊现对人体有剪任何副作用至。僻[31]孙（图16）覆磁振造影仪鸦[32]织4.4在生拘活中的应用但提到鸟集成电路我叨们就不得不臂提到我们的凭日常生活，色在我们生活讽中与集成电傲路有关的产渗品随处可见布。、电搂视、数码相缺机、摄像机府等高都与我们的异生活关系越分来越近。序随着技术的库进步和社会骨的发展，手栽机以其独特服的传播功能糕，日益成为狡人们获取信秘息、学习知垒识、交流思煌想的重要工情具，成为文坊化传播的重蹲要平台。目补前，我国已栗有用户索5亿多，私形成凑以为载收体的网站、补报纸、出版卫物等新的文纱化。堡功能和趋款式也匀在不断更新票，以适应现孙代人们生活殃的要求。各川种各样的手通机接连问世芽，从小灵通演到具有摄像冷功能的高新卡，则行业正在以反惊人患冲击人们的届思维和眼界归。腐爷梳模劈塘（图17）标全球首款剃老须刀后妻[33]双黑（图18）世掩光感变色手勇机油[34]贞（图幼19）孩自动充电手钱机斑[35]社在科学技术困与信息同步登变革的社会步发展过程中蹈，电视传播缓对整个社会雕的支配影响约作用十分明召显。哄由于即电视是一种裕变化多端的棉实践、技巧骄和技术承，于是元家庭本身也海变成了一种习家庭技术的共复杂网络。悦正如电通过锐电视、电脑板、电信技术涝与外部重新季建立新的联傅系遍一样，叙电视重组了摊家庭的时间微、空间、家屈庭闲暇和家腊庭角岭色炒。仇正因此，酸电视传播逐啄步地融入了扁大众生活，跪使人们生活事方式和价值事观均发生了叶深刻的变化跪。添伴随着激现代社会节禽奏拘的骆加快，外界皇娱乐费用爬的今增涨区，恒电视传播的辛普及，已经咱为人们呆在纳家中提供了抄充足的理由瞎和条件，足变不出户却可纠以感受社会拨交谈带来的安人际交际感巴觉叮。典冶帝此外，电视志传播对于农顶村家庭的经走济发展、社详会的信息流扔通和大众家河庭的教育都若有很大的作荒用，电视传盆播也影响了您家庭的装修瓣风格与布局帝，由于电视传装置在家庭唉中占据空间移的原因，出榨现了电视装旦修墙以求美坐观。授5驳集成电非路未来发展末趋势绕及每新技术摆5.1集成浸电路发展趋蜂势浆随着集成方怠法学和微细达加工技术的啄持续成熟和尖不断发展，隔以及集成技杯术应用领域未的不断扩大泰，集成电路滩的发展趋势碑将呈现小型氏化、系统化陈和关联性的远态势莲。宣[什3炊6音]挽[13]勺5熔.1熟.1招卫器件特征尺读寸不断缩小炉自1965奸年以来，劫集成电路持伸续地按摩尔京定律增长，祸即集成电漏路中晶体管国的数目每1以8个月增加洁一倍。每2汁～3年制造毒技术更新一那代，这是绒基于栅长不字断缩小的结开果，器件拍栅长的缩小说又基本上依恩照等比例缩麦小的原则，抓同时促进把了其它工艺讽参数的提高赏。预计在未爬来的10～流15年，各摩尔定律仍女将是集成电万路发展所遵窝循的一条定迷律，按此图规律，CM僚OS器件从馒亚半微米进疑入纳米时代酬，即器件枕的栅长小于旁100n盼m转到小于证50nm败的时间将在摸2023年疯前后。氧事系统集成坝芯片(So蔑C)点随着集成电悄路技术的持妄续发展，暂不同类型的具集成电路相社互镶嵌，貌已形成了各己种嵌入式系忘统(Emb际edded疲Syst批em)和浴片上系统(有Syste锹mon敏Chip即霞oC)技始术。也就是向说，在实茄现从集成电冒路(IC)腔到系统集成挽(IS)轻的过渡中，波可以将一刷个电子子系捕统或整个电凝子系统集成端在一个芯片秩上，从而归完成信息的欲加工与处理交功能。So瓦C作为系统差级集成电路缠，它可在漆单一芯片上览实现信号采末集、转换、植存储、处理停和I/O等堪功能，它银将数字电路镇、存储器、缘MPU、M闻CU、DS第P等集成在宪一块芯片上饰，从而实罢现一个完整漂的系统功能低。SoC的覆制造主要涉改及深亚微米惩技术、特殊翻电路的工艺盏兼容技术、动设计方法的伯研究、嵌入话式IP核设帅计技术、测烛试策略和可葵测性技术以壤及软硬件协住同设计技术拜和安全保密章技术。So侍C以IP复通用为基础，拢把已有优顶化的子系统锹甚至系统级萌模块纳入到乓新的系统设衰计之中，评从而实现集堡成电路设计光能力的第4样次飞跃，剧并必将导致裕又一次以系兼统芯片为特脂色的信息产笛业革命。羊返学科结合老将带动关联厨发展甘微细加工技删术的不断成匀熟和应用领磁域的不断扩苹大，必将欺带动一系列另交叉学科及膛其有关技术征的发展，狐例如微电子缴机械系统、坟微光电系统咳、DNA芯高片、二元光借学、化学分股析芯片以及宋作为电子科微学和生物科受学结合的产受物出———灾生物芯片的醒研究开发等怖，它们都谅将取得明显势进展。歌灿未来俯应用洗应用是集成耍电路产业链处中不可或缺矩的重要环节块，袭是集成电路岸最终进入消悼费者手中的镰必经之途。油除众所周知产的计算机、传通信、网络沿、消费类产旧品的应用外娱，稼集成电路正忍在不断开拓偿新的应用领继域觉。盒诸如微机电饲系统,微光磁机电系统利、闪生物芯片(呢如DNA芯延片)狱、公超导等窄，围这些创新的满应用领域正抚在形成新的探产业增长点味。袋5.2集成冰电路发展新啊技术抖按目前情况斯预测，1冰5年后，暖半导体上一穴个实体的栅魂长将只有9姨nm，忆这就需要更眉微细且精确非的技术突破灾，这首先忽会集中在生粥产材料的物观理性质以及雁工艺设计等罚能力上。而择能否顺利突黎破这些障碍岭，晶圆制寺造工艺能否幕达到更进一故步的微细化乓与精细化则乘是其关键，列同时也对栏半导体工艺岁技术与后续译的研发方向谅有着深远的慌影响。概括袋起来，其火关键技术如床下状：助抵玩5非.顾2.1狭无焊内建层导(Bump漂less摇粪Build榆-Up也杠Layer是,危艇BBLIL鱼)技术恩该技术能使材CPIJ内斧集成的晶体经管数量达到位10亿个,具并且在高达君20GHz淹的主频下运称行,从而使沙CPU达到物每秒1亿次绪的运算速度舅。此外,B组BUL封装片技术还能在派同一封装中童支持多个处开理器,因此饿服务器的处团理器可以在灭一个封装中帅有2个内核券,从而比独陵立封装的双别处理器获得罪更高的运算搜速度。此外顶,BBUL歇封装技术还肉能降低CP除IJ的电源露消耗,进而执可减少高频拉产生的热量秃。黎坚最微组装技术封是在高密度猾多层互连基充板上,采用坚微焊接和封斩装工艺组装摄各种微型化是片式元器件眼和半导体集思成电路芯片赞,形成高密帆度、高速度桑、高可靠的仆三维立体机狡构的高级微平电子组件的罩技术,其代聚表产品为多茄芯片组件(联MCM)。津返纳米级光狸刻及微细加岩工技术键器件特征尺烈寸的缩小，皂取决于曝症光技术的进灰步。在0.萝07偶μ佩m阶段，昌曝光技术还任是一个问题候，预计再有复1～2年左围右的时间就弱可获得突破殿。至于在6冷5nm以星下，是采众用Extr完aUV还集是采用电子借束的步进光房刻机，目专前还在研究协之中。贞叨铜互连技泥术搏铜互连技术钱已在0.1跑8跑μ防m和0.1泉3辩μ肿m技术代中志使用，但廉是，在0涌.10塘μ椅m以后，喷铜互连与低勉介电常数绝其缘材料共同蛾使用时的可昌靠性问题还葛有待研究和丹开发。竞幻高密度集战成电路封装王的工业化技候术桶主要包括系刑统集成封装吗技术、50馆巡μ派m以下超薄艰背面减薄技碎术、圆片级滤封装技术、过无铅化产品寨技术等。码太应变硅材蜘料制造技术恶应变硅的电博子和空穴迁第移率明显高椅于普通的无丢应变硅材料龄，其中以标电子迁移率煮提高尤为明饭显。以Si黑0.8Ge蒸0.2层上辰的应变硅为选例，其电掘子迁移率可执以提高50降%以上，模这可大大提粮高NMOS径器件的性能服，这对高束速高频器件良来说至关重纳要。对现有匹的许多集成亲电路生产线杏而言，如赔果采用应变史硅材料，晴则可以在基击本不增加投灰资的情况下伟使生产的I阻C性能明显段改善，同骂时也可以大爽大延长花费陈巨额投资建愤成的IC生爽产线的使用鹿年限。参考文献单[1]王带竞.集成电席路的发展趋喂势及面临的绿问题.科技醒资讯.2席009年团NO.27弊[2]赌李惠军味.暴现代集成电悲路制造工艺胳原理股.付山东大学出爱版社2促006英[3]补阮刚.扑集成电路工大艺复旦赏大学出版社换20跟06寇[4]丘圈恨:驴//bai旋ke.ba归idu.c膏om/vi颂ew/50天088.h雄tm羞[5]宜煮李惠军特.翻现代集成电弟路制造工艺剧原理雄.发山东大学出厌版社2沾006销[6]恳:增//www观.mcuo常l遭/News絮/152/散31556愈.htm询[7]临:禽//hi.秩baidu夕/细zg359绣26708振8/alb尘um/it硬em/18访0dcf慨14c楚32524肯3f将203f信2e87.辨html蜘[垄8显]跨:脱//www房.360d亚oc.co币m/con吐tent/暮10/05阁07/20柄/1167凡319_2胆65432塞44.sh生tml顽[9]译冻:脚//www栽.yqel瓣售/html捐/xieh傲uixin缎wen/x冲ingye汁qushi雪/2023够/0323问/351.趣html碑[奖10舌]加压李可为.集这成电路芯片怀封装技术.惯电子工业出户版社，20理07玻[菜11订]嘉堂:慰//wen投ku.ba马idu.c屠om/vi蹲ew/fa泉d95b3际567ec门102de菜2bd89文80.ht检ml盐古[筒12旁]心假于宗光奥.月硅集成电路骗发展趋势及善展望堪.衬妻电子与封装总.盗2003疤[1减3扒]萄王永刚.晚集成电路的锤发展趋势和绿关键技术.年电子元器件峰应用第11医卷第1期米2023年损1月碑[14]链挪:众//www途.zyht的/c梢pxt1/栗pic2.李asp?f窜ather尚ID=46累45&ww妻=&id=况96261耍[15]棕粉:蔬//www嫩.jldi齿anzi.拾com/p晋roduc那t.asp旁?id=2观257耍[16]枕俊:陡//wap围e.hlj掠.net/疗wiki/滋baike尤_cont娇ent.a魄sp?my滨sid=7妖6