第1章_信息技术汇编.pptVIP

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 计算机又称为“电脑” * 计算机中无论是定点数（整数）还是浮点数（实数）都有规定的表示方法： 1 长度是规定的，要么是8位、16位，要么是32位、64位，不允许位数随意！ 2 编码方法是规定的，目前大多数计算机中是： 无符号整数用自然码 带符号整数用补码 浮点数中的阶使用移码，尾数使用原码 * * * * * * * * * * * * * 晶体管 (1948) 中/小规模 集成电路 (1950’s) 微电子技术是以集成电路为核心的电子技术，它是在电子元器件小型化、微型化的过程中发展起来的。 大规模/超大规模 集成电路(1970’s) 电子管 (1904) 集成电路 (Integrated Circuit，简称IC)： 以半导体单晶片作为基片,采用平面工艺，将晶体管、电阻、电容等元器件及其连线所构成的电路制作在基片上所构成的一个微型化的电路或系统 集成电路的优点： 体积小、重量轻 功耗小、成本低 速度快、可靠性高 超大规模集成电路 小规模集成电路 按用途分： 通用集成电路 专用集成电路（ASIC） 按电路的功能分： 数字集成电路 模拟集成电路 按晶体管结构、电路和工艺分： 双极型（Bipolar）电路 金属氧化物半导体(MOS)电路 ······ 按集成度(芯片中包含的元器件数目)分： 集成电路规模 元器件数目 小规模集成电路（SSI） ＜100 中规模集成电路（MSI） 100~3000 大规模集成电路（LSI） 3000~10万 超大规模集成电路（VLSI） 10万~100万 极大规模集成电路（ULSI） ＞100万 混合电路 A/D转换器 D/A转换器 集成电路的制造工序繁多，从原料熔炼开始到最终产品包装大约需要400多道工序，工艺复杂且技术难度非常高，有一系列的关键技术。许多工序必须在恒温、恒湿、超洁净的无尘厂房内完成。 目前兴建一个有两条生产线能加工8英寸晶圆的集成电路工厂需投资人民币10亿元以上。 硅抛光片 单晶硅锭 单晶硅锭经切割、研磨和抛光后制成镜面一样光滑的圆形薄片，称为“硅抛光片” 晶圆 硅平面工艺 硅平面工艺包括氧化、光刻、掺杂和互连等工序，最终在硅片上制成包含多层电路及电子元件的集成电路。通常每一硅抛光片上可制作成百上千个独立的集成电路，这种整整齐齐排满了集成电路的硅片称作“晶圆” 芯片 检测、分类 集成电路 封装 对晶圆上的每个电路进行检测，然后将晶圆切开成小片，把合格的电路分类，再封装成一个个独立的集成电路 成品测试 成品 进行成品测试，按其性能参数分为不同等级，贴上规格型号及出厂日期等标签，成品即可出厂 集成电路封装目的： 电功能、散热功能、机械与化学保护功能 常见的封装方式： 单列直插式（SIP） 双列直插式 （DIP） 阵列式（PGA） 塑料有引线芯片载体（PLCC） 扁平贴片式(PQFP) 球栅阵列封装(BGA) 小外形封装（SOP） FC-PGA2 封装方式 （Pentium 4 处理器） 集成电路插座 集成电路的工作速度主要取决于晶体管的尺寸。晶体管的尺寸越小，其极限工作频率越高，门电路的开关速度就越快，相同面积的晶片可容纳的晶体管数目就越多。 所以从集成电路问世以来，人们就一直在缩小晶体管、电阻、电容、连接线的尺寸上下功夫。 Moore定律：单块集成电路的集成度平均每18个月翻一番 (Gordon E.Moore,1965年) 晶体管数 例：Intel微处理器集成度的发展 酷睿2双核 （2006） 291～410M晶体管 酷睿2四核 （2007） 820M 晶体管 1 000 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 10 000 100 000 106 10x106 100x106 4004 8008 8080 8086 80286 80386 Pentium Pentium II Pentium III Pentium 4 80486 2010 1000x106 CORE 2 Duo CORE 2 Quad 1999 2001 2004 2008 2014 工艺(μm) 0.18 0.13 0.09 0.045 0.014 晶体管(M) 23.8 47.6 135 539 3500 时钟频率(GHz) 1.2 1.6 2.0 2.655 10 面积(mm2) 340 340 390 468 901 连线层数 6 7 8 9 10 晶圆直径(英寸) 12 12 14 16 18 减小蚀刻尺寸，缩小晶体管、电阻、电容和连线的尺寸