微电子技术与集成电路

1、微电子技术与集成电路经过多周对专业课的学习，我逐步了解了自己的专业内容和学习、就业方向。在本文中将从以下几个方面谈谈自己对专业的认识。微电子技术的形成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，第二次大战中、后期，由于军事需要对电子设备提出了不少具有根本意义的设想，并研究出一些有用的技术。1947年晶体管的发明，后来又结合印刷电路组装使电子电路在小型化的方面前进了一大步。到1958年前后已研究成功以这种组件为基础的混合组件。集成电路技术是通过一系列特定的加工工艺，将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件，按照-定的电路互连，“集成”在一块半导体单晶片上，执

2、行特定电路或系统功能。由此可以看出微电子学的主体部分就是关于集成电路的技术，微电子学的突破之处在于集成电路的设计、改良、创新、提高品质等。微电子学概念微电子学是研究在固体（主要是半导体）材料上构成的微小型化电路、电路及系统的电子学分支。作为电子学的分支学科，它主要研究电子或离子在固体材料中的运动规律及其应用，并利用它实现信号处理功能的科学，以实现电路的系统和集成为目的，实用性强。在信息领域上，微电子学是研究并实现信息获取、传输、存储、处理和输出的科学，是研究信息获取的科学，其发展直接影响着整个信息技术的发展。微电子学是一门综合性很强的边缘学科，其中包括了半导体器件物理、集成电路工艺和集成电路及

3、系统的设计、测试等多方面的内容；涉及了固体物理学、量子力学、热力学与统计物理学、材料科学、电子线路、信号处理、计算机辅助设计、测试和加工、图论、化学等多个领域。另外，微电子学与其他学科间的交叉也十分紧密，比如，近几年兴起的生物芯片、微机电系统都是典型代表，这些全建立在微电子技术之上。微电子技术与大规模集成电路1）小型化集成系统微电子学给人类带来了半个世纪的繁荣。目前国际上集成电路生产线已普遍采用8圆片，0.35um工艺。我国集成电路的大生产水平发展也很快。1995年已经达到了61.2um的水平，IC产量到2000年可望达到年产10亿块。1995年4月，中科院微电子中心已开发出0.8um的CMO

4、S工艺，在5.0X5.7mm面积上集成了26000只晶体管、输出管脚数为72，制成了通用的模糊控制集成块。2）高密度电子组装技术集成电路IC实际上完成了芯片级的电子组装，有着极高的互联密度。那么，能不能将高集成鹊胨SI/VLSI/ULSI（大规模/超大规模/特大规模集成电路）和ASIC/FPGA/EPLD（专用IC/现场可编程门阵列/电可擦除可编程的逻辑器件）等组装在一起实现集成电路的功能集成呢？这就是SMT（表面安装技术）、HWSI（混合大圆片规模集成技术）和3D（三维组装技术）。这些技术，推动着电子设备和产品继续向薄轻短小发展，在片状元件的小型化和自动安装设备所能处理的元件尺寸已濒临极限的

5、今天，起着关键的作用。进入90年代，代表性技术则轮到了MCM，人称多芯片组装时代，到2000年即下世纪初，将是WSI/HWSI/3D时代！WSI是将复杂的电子电路集成在一个大圆片上。将IC芯片，MCM和WSI进行三维迭装的3D组装突破了二维的限制，使组装密度更上一层楼。3）纳米电子学近几十年来，电子计算机已历经了几代的更迭，而代代更迭都是以存储或处理信息的基本电子学单元的尺度变化为标志的。从80年代开始，科学家开始探索特征尺寸为纳米量级的电子学，纳米电子学主要研究以扫描隧道显微镜为工具的单原子或单分子操纵技术。这些技术都有可能在纳米量级进行加工，目前已形成纳米量级的、信息存储器，存储状态已维持

6、一个月以上，希图用此技术去制作16GB的存储器。德国的福克斯博士等制出了原子开关，达到了比现今芯片高100万倍的存储容量，获得了莫里斯奖。量子力学告诉我们，电子与光同时都具有粒子波的特性，今天的微电子学和光电子器件将缩到。0.1线宽，电子的波动性质再也不能忽视，把电子视为一种纯粹粒子的半导体理论基础已经动摇。这时电子所表现出来的波动特征和拥有的量子功能就是纳米电子学的任务。纳米电子学有更多诱人之处。科学家们已经预言，纳米电子学将导致一场电子技术的革命！集成电路的现状现在集成电路产业产值年增长率三15%，在技术上，集成度以午增长率46%的速率持续发展，世界上还没有一个产业能以这样的速度持续发展。

7、1990年日本以集成电路为基础的电子工业产值超过号称为第一产业的汽车工业而成为第-一大产业。2000年以集成电路为基础的电子信息产业成为世界第一大产业。集成电路的原料是地球上除氧以外含量最丰富的元素-硅，这样一块黑褐色小片，肉眼看上去.没有任何令人满意的地方，但经过入们的创新设计和一系列创新的工艺技术加工制造，成为集成电路芯片将人类的智慧与创造固化在硅芯片上。集成电路产业对国民经济的战略作用首先表现在当代食物链关系上，现代经济发展的数据表明，GDP每增长100元，需要10元左右电子工业产值和1元-3元集成电路产值的支持。据美国半导体协会（SIA）预测，到2012年，集成电路全行业销售额将达到1

8、万亿美元，它将支恃6万亿到8万亿美元的电子装备、30万亿美元的电子信息服务业和约50万亿美元GDP。目前，集成电路在整机中的应用，以计算机最大，通讯次之，第三位则是消费类电子。集成电路枝术是一种使其他所有工业黯然失色，又使其他工业得以繁荣发展的技术，其设计规则从1959年以来40多年间缩小为原来的140分之一，而晶体管的平均价格降低为原来的百万分之一。如果小汽年也按照此速度进步的活，那么现在小汽年的价格只需1美分。对于我国的集成电路发展情况，首先要看看一般情况下集成电路制造技术的发展经历的6个阶段：小规模集成电路（SSI）、中规模集成电路（MSI）、大规模集成电路（LSI）、超大规模集成电路（

9、VLSI）、特大规模集成电路（ULSI）和巨大规模集成电路（GSI）。与集成电路工业的发达地区相比，中国微电子技术产业现状分为大陆和台湾两个不同的地区。中国台湾地区因90年代其半导体工业进入迅猛发展时期，且在19911997年间其工业规模年均增长率高达32%。台湾已经成为世界半导体制造中心和国际上主要的芯片供应地。特别是在半导体晶片生产方面，其产量占全世界晶片产量的20%。中国大陆地区的集成电路起步于1965年。但在之后30年间发展缓慢，与世界发达国家和地区的差距愈拉愈远。到了“九五”计划期间，国家加大投资,才拉开了新世纪中国内地加速发展微电子产业的序幕。通过启动“909工程”，成功建成25条芯片制造线。中国集成电路市场持续快速增长。2003年中国集成电路产量为96.3亿块，产值达到1470亿元。集成电路的发展趋势1975年摩尔提出了关于集成电路集成度发展的“摩尔定律”，这个定律说，集成度（即电路芯片的电子器件数）每18个月翻一番，而价格保持不变甚至下降。几十年的发展状况基本上符合了这个定律。由此可见这一领域发展速度之快，竞争之激烈。根据现代经济发展的数据可以预测未来的大体发展要求，即GDP每增长100元，需要10元左右电子工业产值和13元集成电路产值的支持。据美国半导体协会（SIA）预测，到2012年，集成电路全行业