电子技术讲座1.ppt

,电子技术讲座,一、电学的发展,1750年，富兰克林指出：雷电与摩擦生电是一回事1785年，库仑总结出电荷的力学定理1800年，伏特创立了电位差理论1820年，奥斯特发现导线通电磁针偏转1831年，法拉第完成磁生电实验1865年，麦克斯韦发表电磁理论公式1888年，赫兹证明了电磁波的存在1896年，马可尼发明电报，获1908年诺贝尔奖1897年，汤姆荪发现电子，获1906年诺贝尔奖1947年，萧克利、巴丁、布拉顿发明晶体管，获56年诺贝尔奖1958年，基尔比发明集成电路，获2000年诺贝尔奖,1706年1月17日，本杰明.富兰克林出生在北美州的波士顿。1746年，一位英国学者在波士顿利用玻璃管和莱顿瓶表演了电学实验。富兰克林怀着极大的兴趣观看了他的表演，并被电学这一刚刚兴起的科学强烈地吸引住了。他写了一篇名叫论天空闪电和我们的电气相同的论文，并送给了英国皇家学会。1752年6月富兰克林和他的儿子一道拉着风筝线，此时，刚好一道闪电从风筝上掠过，富兰克林用手靠近风筝上的铁丝，立即掠过一种恐怖的麻木感。他抑制不住内心的激动，大声呼喊：“威廉，我被电击了！”随后，他又将风筝线上的电引入莱顿瓶中。回到家里以后，富兰克林用雷电进行了各种电学实验，证明了天上的雷电与人工摩擦产生的电具有完全相同的性质。富兰克林关于天上和人间的电是同一种东西的假说，在他自己的这次实验中得到了光辉的证实。1753年，俄国著名电学家利赫曼为了验证富兰克林的实验，不幸被雷电击死，这是做电实验的第一个牺牲者。经过多次试验，他制成了一根实用的避雷针。他把几米长的铁杆，用绝缘材料固定在屋顶，杆上紧拴着一根粗导线，一直通到地里。当雷电袭击房子的时候，它就沿着金属杆通过导线直达大地，房屋建筑完好无损。,库仑在1736年6月14日生于法国昂古莱姆。青少年时期，他就受到了良好的教育。他后来到巴黎军事工程学院学习，离开学校后，他进入西印度马提尼克皇家工程公司工作。工作了八年以后，他又在埃克斯岛瑟堡等地服役。这时库仑就已开始从事科学研究工作，他把主要精力放在研究工程力学和静力学问题上。1777年法国科学院悬赏，征求改良航海指南针中的磁针的方法。库仑对磁力进行深入细致的研究发现扭力和针转过的角度成比例关系，从而可利用这种装置算出静电力或磁力的大小。这导致他发明了扭秤，1782年，他当选为法国科学院院士。1785年，库仑用自己发明的扭秤建立了静电学中著名的库仑定律。即两电荷间的力与两电荷的乘积成正比，与两者的距离平方成反比。库仑定律是电学发展史上的第一个定量规律，它使电学的研究从定性进入定量阶段，是电学史中的一块重要的里程碑。电荷的单位库仑就是以他的姓氏命名的。同年，他在给法国科学院的电力定律的论文中详细地介绍了他的实验装置，测试经过和实验结果。,伏特出生于意大利科莫一个富有的天主教家庭里。伏特在青年时期就开始了电学实验，伏特十六岁时开始与一些著名的电学家通信，伏特对静电的了解至少可以和当时最好的电学家媲美。不久他就开始应用他的理论制造各种有独创性的仪器，1775年由于起电盘的发明，使伏特担任了科莫一些学校的物理教授。后来他被任命为帕维亚大学物理学教授，正是在那里他作出了他的划时代的发现。他当时还被选为法国科学院的通迅院士，不久又被选为伦敦皇家学会的外国会员。伏特发现导电体可以分为两大类。第一类是金属，它们接触时会产生电势差；第二类是电解质，第二类导体互相接触时不会产生明显的电势差，第一类导体可依次排列起来，使其中第一种相对于后面的一种是正的，例如锌对铜是正的,在一个金属链中,一种金属和最后一种金属之间的电势差是一样的。伏特把一些第一种导体和第二种导体连接得使每一个接触点上产生的电势差可以相加。他把这种装置称为“电堆”，它是由浸在酸溶液中的锌板、铜板和布片重复许多层而构成的。他在论不同导电物质接触产生的电中介绍了他的发明。电堆能产生连续的电流，它的强度的数量级比从静电起电机能得到的电流大，由此开始了一场真正的科学革命。,法拉第1791年9月22日生在一个手工工人家庭,21岁时当上了戴维的助手。法拉第所研究的课题广泛多样，按编年顺序排列,有如下各方面：铁合金研究（18181824）；氯和碳的化合物（1820）；电磁转动（1821）；气体液化（1823，1845）；光学玻璃（18251831）；苯的发明（1825）；电磁感应现象（1831）；不同来源的电的同一性（1832）；电化学分解（1832年起）；静电学，电介质（1835年起）；气体放电（1835年）；光、电和磁（1845年起）；抗磁性（1845年起）；“射线振动思想”（1846年起）；重力和电（1849年起）；时间和磁性（1857年起）1821年他研究了奥斯特发现的电流的磁作用，作出了一项重大发现：磁作用的方向是与产生磁作用的电流的方向垂直的。法拉第还制成了一种电动机，证明了导线在恒定磁场内的转动。法拉第坚信，电与磁的关系必须被推广，如果电流能产生磁场，磁场也一定能产生电流。法拉第为此冥思苦想了十年。他做了许多次实验结果都失败了。直到1831年年底，他才取得了巨大的突破，他发明最原始的发电机。奠定了现代电力工业的基础。,麦克斯韦1831年6月出生于英国爱丁堡，14岁在中学时期就发表了第一篇科学论文论卵形曲线的机械画法，16岁进入爱丁堡大学学习物理，三年后，他转学到剑桥大学三一学院。在剑桥学习时，打下了扎实的数学基础，为他尔后把数学分析和实验研究紧密结合创造了条件。麦克斯韦在总结前人工作的基础上，引入位移电流的概念，建立了一组微分方程。确定了电荷、电流（运动的电荷）、电场、磁场之间的普遍联系，麦克斯韦方程组表明，空间某处只要有变化的磁场就能激发出涡旋电场，而变化的电场又能激发涡旋磁场。交变的电场和磁场互相激发就形成了连续不断的电磁振荡即电磁波。麦克斯韦方程还说明，电磁波的速度只随介质的电和磁的性质而变化，由此式可证明电微波在真空中传播的速度，等于光在真空中传播的速度。这不是偶然的巧合，而是由于光和电磁波在本质上是相同的。光是一定波长的电磁波，这就是麦克斯韦创立的光的电磁学说。麦克斯韦依据库仑、高斯、欧姆、安培、毕奥、萨伐尔、法拉第等前人的一系列发现和实验成果，建立了第一个完整的电磁理论体系，不仅科学地预言了电磁波的存在，而且揭示了光、电、磁现象的本质的统一性，完成了物理学的又一次大综合。这一理论自然科学的成果，奠定了现代的电力工业、电子工业和无线电工业的基础。,赫兹，德国物理学家，生于汉堡。十九岁入德累斯顿工学院学工程，由于对自然科学的爱好，次年转入柏林大学，1885年任卡尔鲁厄大学物理学教授。1889年，担任波恩大学物理学教授。赫兹根据电容器经由电火花隙会产生振荡原理，设计了一套电磁波发生器和一简单的检波器来探测电磁波，赫兹在暗室远端的墙壁上覆有可反射电波的锌板，入射波与反射波重迭应产生驻波，他以检波器在距振荡器不同距离处侦测加以证实。赫兹先求出振荡器的频率，又以检波器量得驻波的波长，二者乘积即电磁波的传播速度。正如麦克斯韦预测的一样。电磁波传播的速度等于光速。1888年，赫兹的实验成功了。赫兹在实验时曾指出，电磁波可以被反射、折射和如同可见光、热波一样的被偏振。由他的振荡器所发出的电磁波是平面偏振波，其电场平行于振荡器的导线，而磁场垂直于电场，且两者均垂直传播方向。1889年在一次著名的演说中，赫兹明确的指出，光是一种电磁现象。第一次以电磁波传递讯息是1896年意大利的马可尼开始的。1901年，马可尼又成功的将讯号送到大西洋彼岸的美国。20世纪无线电通讯更有了异常惊人的发展。赫兹实验不仅证实麦克斯韦的电磁理论，更为无线电、电视和雷达的发展找到了途径。,1824年6月26日开尔文生于爱尔兰的贝尔法斯特。原名W.汤姆孙。10岁时就进格拉斯哥大学预科学习。1845年毕业于剑桥大学，1846年受聘为格拉斯哥大学物理学教授18901895年任伦敦皇家学会会长。1877年被选为法国科学院院士。开尔文研究范围广泛，在热学、电磁学、流体力学、光学、地球物理、数学、工程应用等方面都做出了贡献。他一生发表论文多达600余篇，取得70种发明专利，在电学方面，汤姆孙以极高明的技巧研究过各种不同类型的问题，从静电学到瞬变电流。他揭示了傅里叶热传导理论和势理论之间的相似性，讨论了法拉第关于电作用传播的概念，分析了振荡电路及由此产生的交变电流。他的文章影响了麦克斯韦，后者向他请教，希望能和他研究同一课题，并给了他极高的赞誉。1855年他研究了电缆中信号传播情况，解决了长距离海底电缆通讯的一系列理论和技术问题。由汤姆孙和亥姆霍兹起主导作用的在巴黎召开的国际代表大会，和1893年在芝加哥召开的另一次代表大会，正式采用伏特、安培、法拉和欧姆等作为电学单位，这一新的单位制，从此它们被普遍使用。,二、电子技术概述,电子技术是十九世纪末、二十世纪初开始发展起来的新兴技术，二十世纪发展最迅速，应用最广泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。电子技术又分为：信号电子技术（signalelectronics）对电信号进行传递、存储和处理的电子技术电力电子技术（powerelectronics）对电能进行传输、分配和转换的电子技术电子技术的发展与电子器件的发展有直接的关系，因此讨论电子技术的发展首先要讨论电子器件的发展。,1、电子器件的发展,电子管,SSI（100以下）,MSI（103）,LSI（104）,（105以上）,1906年，福雷斯特等发明了电子管；电子管体积大、重量重、耗电大、寿命短。世界上第一台计算机用了1.8万只电子管，占地170平方米，重30吨，耗电150W。目前在一些大功率发射装置中使用。,1948年，肖克利等发明了晶体管，其性能在体积、重量方面明显优于电子管，但器件较多时由分立元件组成的分立电路体积大、焊点多、电路的可靠性差。,1960年集成电路出现，成千上万个器件集成在一块芯片，大大促进了电子学的发展，尤其促进数字电路和微型计算机的飞速发展。,芯片中集成上万个等效门，目前高的已达上百万门。,2、电子管的发明与应用,1883年美国发明家爱迪生(T.A.Edison)发现了热电子效应，随后在1904年弗莱明(Fleming)利用这个效应制成了电子二极管，并证实了电子管具有“阀门”作用，它首先被用于无线电检波。1906年美国的德福雷斯(DeForest)在弗莱明的二极管中放进了第三个电极一栅极而发明了电子三极管，从而建树了早期电子技术上最重要的里程碑。半个多世纪以来，电子管在电子技术中立下了很大功劳；但是电子管毕竟成本高，制造繁，体积大，耗电多。从1948年美国贝尔实验室的几位研究人员发明晶体管以来，在大多数领域中已逐渐用晶体管来取代电子管。但是，我们不能否定电子管的独特优点，在有些装置中，不论从稳定性、经济性或功率上考虑，还需要采用电子管。,第一台通用电子计算机：ENIACElectronicNumericalIntegratorandCalculator1946年2月14日MooreSchool，Univ.ofPennsylvania18,000个电子管组成,大小：长24m，宽6m，高2.5m速度：5000次/sec；重量：30吨；功率：140KW；平均无故障运行时间：7min,电子计算机的问世,1946年2月由宾州大学研制成功的ENIAC电子计算机时代的到来,ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator,电子数字积分计算机,重达30吨占地250m2启动工耗150000瓦18000个电子管保存80个字节,世界上第一台电子计算机，ENIAC由美国宾夕法尼亚大学莫尔电工学院的一批2030岁的青年科学家完成。（总设计师：30岁的莫希来，总工程师：24岁的埃克特，年轻的数学家格尔斯坦，年轻的逻辑学家伯克斯这样的计算机能够进入办公室、车间、连队和家庭？当时有的科学家认为全世界只要4台ENIAC。目前，全世界计算机不包括微机在内有几百万台，微机总量约6亿台，每年由计算机完成的工作量超过4000亿人年工作量。这样巨大的成就都是建立在半导体晶体管基础之上的。,3、半导体器件,导体、绝缘体和半导体,原子核中有质子和中子，其中质子带正电，中子不带电,绕原子核高速旋转的电子带负电,自然界物质的电结构：,导体的外层电子数很少且距离原子核较远，因此受到原子核的束缚力很小，极易挣脱原子核的束缚游离到空间成为自由电子，自由电子在外电场作用下定向移动形成电流。,半导体的外层电子数一般为4个，其导电性界于导体和绝缘体之间。,绝缘体外层电子数常为8个，且距离原子核较近，因此受到原子核很强的束缚力而无法挣脱，我们把外层电子数为8个称为稳定结构，这种结构中不存在自由电子，因此不导电。,绝缘体是否在任何条件下都不导电？,当外界电场的作用超过原子核对外层电子的束缚力时，绝缘体的外层电子也同样会挣脱原子核的束缚成为自由电子，这时我们称为绝缘被击穿。,半导体有什么特殊性？,半导体的导电性虽然介于导体和绝缘体之间，但半导体在外界条件变化时，其导电能力会大大增强；若掺入某些杂质后，其导电能力甚至会增加成千上万倍，半导体的这种特殊性，使它在电子技术中得到了广泛地应用。,半导体器件,晶体管是在实际需求牵引和理论推动的共同作用下发明半导体的发展最早可以追溯到19世纪30年代，1833年英国物理学家法拉第(MParadav，1791-1867)发现氧化银的电阻率随温度升高而增加，这应该是人们最早发现的半导体性质之后一些物理学家又先后发现了同晶体管有关的半导体的三个物理效应，即：1873年英国物理学家施密斯(w.smith)发现的晶体硒在光照射下电阻变小的光电导效应、1877年英国物理学家亚当斯(w.G.Adams)发现的晶体硒和金属接触在光照射下产生电动势的半导体光生伏特效应、1906年美国物理学家皮尔逊(G.W.熙eue)等人发现金属与硅晶体接触产生整流作用的半导体整流效应,4、晶体管的发明,1931年，英国物理学家威尔逊(HAWilson)对固体提出了一个量子力学模型，即能带理论，该理论将半导体的许多性质联系在一起，较好地解释了半导体的电阻负温度系数和光电导现象1939年，前苏联物理学家达维多夫、英国物理学家莫待、德国物理学家肖特基各自提出并建立了解释金属半导体接触整流作用的理论同时达维多夫还认识到半导体中少数载流子的重要性此时，普渡大学和康乃尔大学的科学家也发明了纯净晶体的生长技术和掺杂技术，为进一步开展半导体研究提供了良好的材料保证,晶体管的发明,正是在这种情况下，1946年1月，基于多年利用量子力学对固体性质和晶体探测器的研究以及对纯净晶体生长和掺杂技术的掌握，Bell实验室正式成立了固体物理研究小组和冶金研究小组，其中固体物理小组由肖克莱(W.Chokley)领导，成员包括理论物理学家巴丁(J.Bardeen)和实验物理学家布拉顿(W.H.Brattain)等人该研究小组的主要工作是组织固体物理研究项目，“寻找物理和化学方法控制构成固体的原子和电子的排列和行为，以产生新的有用的性质”。在系统的研究过程中，肖克莱发展了咸尔逊的工作，预言通过场效应可以实现放大器；巴丁成功地提出了表面态理论，开辟了新的研究思路，兼之他对电子运动规律的不断探索经过无数次实验，第一个点接触型晶体管终于在1947年12月诞生,晶体管的发明,1947年12月23日第一个晶体管NPNGe晶体管肖克莱W.Schokley、巴丁J.Bardeen、布拉顿W.Brattain共同分享了1956年的诺贝尔物理学奖，,获得1956年Nobel物理奖,发明晶体管的三位科学家在实验室中的合影。从左至右分别为：巴丁(JBardeen)、肖克莱(WSchokley)和布拉顿(WBrattain),晶体管是本世纪最伟大的发明之一，晶体管拉开了人类社会步入电子时代的序幕它对人类社会的所有领域，包括生活、生产甚至战争都产生了并且还正在产生着深刻的影响1956年美国的贝尔（Bell）实验室又发明了晶闸管(Thyristor)，也称为可控硅SCR（SiliconControlledRectifier）。1957年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管.标志着电力电子学的开端。1956年SCR问世后，电子技术向两个分支发展：一个分支是以晶体管为核心形成对信息处理的微电子技术，signalelectronics，其发展特点是：集成度越来越高，集成规模越来越大，各种功能越来越全。其发展围绕着大规模集成电路LSI和超大规模集成电路VLSI的应用。1971年第一台微处理器的问世，使电子技术发生了第一次革命。目前微电子技术的应用几乎遍及各个技术领域。另一个分支是以晶闸管为核心形成对电力进行处理的电力电子技术，Powerelectronics，其发展特点是：新型电力电子器件越来越多，处理功率越来越大，性能越来越好。现代电力电子技术的进步通常被称为人类社会的第二次电子学革命。,5、晶闸管的发明与电子技术的两个分支,1、微电子技术与集成电路微电子技术是在电子电路和系统的超小型化和微型化过程中逐渐形成和发展起来的。微电子技术的核心集成电路集成电路的半导体材料通常是硅或砷化镓电子线路使用的基础元件的演变,三、信号电子技术的发展与应用,真空电子管,晶体管,中小规模集成电路,大规模、超大规模集成电路,第一代,第二代,第三代,第四代,2、集成电路的发明集成电路(Integratedcircuit，IC)是指通过一系列特定的加工工艺，将多个晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件，按照一定的电路连接集成在一块半导体单晶片(如硅或砷化镓等)或陶瓷等基片上，作为一个不可分割的整体执行某一特定功能的电路组件晶体管发明以后不到5年，即1952年5月，英国皇家研究所的达默(G.W.A.Dummer)就在美国工程师协会举办的座谈会上发表的论文中第一次提出了集成电路的设想。文中说到：“可以想象，随着晶体管和半导体工业的发展，电子设备可以在一个固体块上实现，而不需要外部的连接线这块电路将由绝缘层、导体和具有整流放大作用的半导体等材料组成”之后，经过几年的实践和工艺技术水平的提高，1958年以德克萨斯仪器公司的科学家基尔比(Kilby)为首的研究小组研制出了世界上第一块集成电路，并于1959年公布了该结果该集成电路是在锗衬底上制作的相移振荡和触发器，共有12个器件器件之间的隔离采用的是介质隔离，即将制作器件的区域用黑腊保护起来，之后通过选择腐蚀在每个器件周围腐蚀出沟槽，形成多个互不连通的小岛，在每个小岛上制作一个晶体管；器件之间互连线采用的是引线焊接方法,三、信号电子技术的发展与应用,1958年第一块集成电路：TI公司的Kilby，12个器件，Ge晶片,获得2000年Nobel物理奖,杰克S基尔比，曾长期供职于美国著名的德州仪器公司，出生于美国堪萨斯州，曾获美国伊利诺伊州电子工程学学士和威斯康星州电子工程学硕士。他从1947年开始从事消费类电子产品的开发，1958年加入德州仪器公司，从事计算机集成电路研究和开发。1970年荣获美国国家科学奖章。1982年，他的名字被写入了美国发明家名人堂，获得了与亨利福特、爱迪生和怀特兄弟并列的荣誉。他目前拥有六十多项美国专利，是电器和电子工程师协会的成员。基尔比独自研究期间，渐渐形成一个天才的想法：电阻器和电容器可以用与晶体管相同的材料制造。另外，既然所有元器件都可以用同一块材料制造，那么这些部件可以先在同一块材料上就地制造，再相互连接，最终形成完整的电路。他选用了半导体硅。集成电路取代了晶体管，为开发电子产品的各种功能铺平了道路，并且大幅度降低了成本，它的诞生，使微处理器的出现成为了可能，也使计算机变成普通人可以亲近的日常工具。集成技术的应用，催生了更多方便快捷的电子产品，比如常见的手持电子计算器，就是基尔比继集成电路之后的一个新发明。”。,基尔比获得2000年Nobel物理奖，获奖后对青年人的特别建议：电子学是一项迷人的领域，发展速度日新月异，未来的机遇一如既往，建议投身其中，从头做起。,封装好的集成电路,集成电路,集成电路的内部电路,硅单晶片与加工好的硅片,集成电路芯片的显微照片,64MSDRAM（华虹NEC生产）芯片面积5.899.7=57mm2，456pcs/w，1个IC中含有1.34亿只晶体管,50m,100m头发丝粗细,30m,1m1m(晶体管的大小),3050m(皮肤细胞的大小),90年代生产的集成电路中晶体管大小与人类头发丝粗细、皮肤细胞大小的比较,1962年Wanlass、C.T.SahCMOS技术现在集成电路产业中占95%以上1967年Kahng、S.Sze非挥发存储器1968年Dennard单晶体管DRAM1971年Intel公司微处理器计算机的心脏目前全世界微机总量约6亿台，在美国每年由计算机完成的工作量超过4000亿人年工作量。美国欧特泰克公司认为：微处理器、宽频道连接和智能软件将是21世纪改变人类社会和经济的三大技术创新,3.微电子发展史上的几个里程碑,1971，Intel4004及MCS4问世，但功能较弱，基本上属于一种可编程序的高级台式计算器。1969年，美国德克萨斯州，圣安东尼奥市生产“智能终端”的Datapoint公司的工程师们设计了一台很简单的计算机用于控制该公司的CRT显示终端，并与Intel和TI公司订立合同，要求这两家公司把这个简单的计算机做在单个芯片上。1972年Intel公司成功的制作了这个芯片。这就是Intel8008。但因其速度比Datapoint公司要求的慢了10倍，因此Datapoint公司拒绝购买这一产品，Intel公司不得以而把它投放市场，没想到它却是一个“失败中的成功”产品。投放市场后，销量迅速上升，对其他半导体厂商产生了很大的冲击。促使他们转产，竞相发展微处理器。微处理器的出现和发展被人们称为第一次电子学革命。电子工业进入了Ic时代，经过40余年的发展，集成电路已经从最初的小规模发展到目前的巨大规模集成电路和系统芯片，单个电路芯片集成的元件数从当时的十几个发展到目前的几亿个甚至几十亿个,微处理器的出现与第一次电子学革命,第一个CPU：4004,PentiumIIICPU芯片,微处理器的性能,100G10GGiga100M10MMegaKilo,19701980199020002010,8080,8086,80286,80386,80486,Pentium,PentiumPro,基于市场竞争，不断提高产品的性能价格比是微电子技术发展的动力。在新技术的推动下，集成电路自发明以来四十年，集成电路芯片的集成度每三年提高4倍，而加工特征尺寸缩小倍。这就是由Intel公司创始人之一GordonE.Moore博士1965年总结的规律，被称为摩尔定律。,微电子技术发展的ROADMAP,5000400030002000100001000200030004000,石器时代35000年,铜器时代1800年,铁器时代3200年,硅器时代XX年？,3000BC1200BC1968,集成电路的分类,集成电路的发展趋势,集成电路的特点是体积小、重量轻、可靠性高。集成电路的工作速度主要取决于晶体管的尺寸。Moore定律（Intel公司创始人之一）单块集成电路的集成度平均每1824个月翻一番GordonE.Moore,1965目前集成电路生产的主流技术：12英寸晶圆、0.18微米工艺14英寸晶圆、0.09微米工艺过渡美国半导体协会(SIA)预测，到2010年将能达到18英寸晶圆和0.070.05微米的工艺。在未来十年时间里，集成电路的技术还将继续遵循Moore定律得到进一步的发展。但是集成度是有极限的，因此，Moore定律不可能永远成立。,微电子技术的三个主要发展方向：1、特征尺寸继续等比例缩小2、集成电路(IC)将发展成为系统芯片(SOC)3、微电子技术与其它领域相结合将产生新的产业和新的学科，例如MEMS、DNA芯片等,微电子技术的发展趋势,IC的速度很高、功耗很小，但由于PCB板中的连线延时、噪声、可靠性以及重量等因素的限制，已无法满足性能日益提高的整机系统的要求,IC设计与制造技术水平的提高，IC规模越来越大，已可以在一个芯片上集成108109个晶体管,分立元件,集成电路IC,系统芯片SystemOnAChip(简称SOC),将整个系统集成在一个微电子芯片上,在需求牵引和技术推动的双重作用下,系统芯片(SOC)与集成电路(IC)的设计思想是不同的，它是微电子技术领域的一场革命。,集成电路走向系统芯片,集成电路走向系统芯片,六十年代的集成电路设计,八十年代的电子系统设计,PE,L2,MEM,Math,Bus,Controller,IO,Graphics,PCB集成工艺无关,系统,世纪之交的系统设计,SYSTEM-ON-A-CHIP,IPsinSOC,CPU,Networks,Peripheral,ADC,EmbeddedDRAM,GlueLogic,QAM/,QPSK,E,E,P,R,O,M,F,l,a,s,h,E,P,R,O,M,Embedded,SRAM,Embedded,ROM,DSP,Core,MCU,DAC,IPsinSOC,OSC,P,L,L,21世纪的微电子将是SOC的时代,MEMS技术和DNA芯片,微电子与其他学科结合,微电子技术与其它学科相结合，诞生出一系列崭新的学科和重大的经济增长点MEMS(微机电系统)：微电子技术与机械、光学等领域结合而诞生的生物芯片：微电子技术与生物工程技术结合的产物,MEMS,微电子学,DNA芯片,DNA(脱氧核糖核酸)芯片为代表的生物工程芯片将是21世纪微电子领域的另一个热点和新的经济增长点它是以生物科学为基础，利用生物体、生物组织或细胞等的特点和功能，设计构建具有预期性状的新物种或新品系，并与工程技术相结合进行加工生产，它是生命科学与技术科学相结合的产物具有附加值高、资源占用少等一系列特点，正日益受到广泛关注。目前最有代表性的生物芯片是DNA芯片,DNA芯片,采用微电子加工技术，可以在指甲盖大小的硅片上制作出包含有多达10万种DNA基因片段的芯片利用这种芯片可以在极快的时间内检测或发现遗传基因的变化等情况遗传学研究、疾病诊断、疾病治疗和预防、转基因工程等Stanford和Affymetrix公司已经在硅片或玻璃片上制作出了DNA芯片。包括6000余种DNA基因片段,传感器,