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第一讲微电子学技术：信息社会的基石 目录 微电子学的概念 微电子技术的战略地位 微电子技术的历史、现状和挑战 我国的微电子技术 什么微电子？ 什么是微电子？ 微小电子？ 微米电子？ 微型电子电路 什么微型电子电路？ 微电子学的概念 研究集成电路设计、制造、测试、封装等全过程的一门学科。 其核心是集成电路 英文：Microelectronics 集成电路 定义：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，按照一定的电路互连，“集成”在一块半导体单晶片上，封装在一个外壳内，执行特定电路或系统功能。 作用：促进小型化、降低价格、降低功耗、降低故障率。 Integrated Circuit，缩写IC 封装好的集成电路 硅单晶片与加工好的硅片 集成电路显微照片 64M SDRAM （华虹NEC生产） 芯片面积5.89×9.7=57mm2 ，1.34亿只晶体管 集成电路的内部单元 晶体管SEM照片 微电子的特点 微电子学是电子学的一门分支学科，是信息领域的重要基础学科，以实现电路和系统的集成为目的，其空间尺度通常是以微米(?m, 1?m＝10－6m)和纳米(nm, 1nm = 10-9m)为单位。 微电子学是一门发展极为迅速的学科，高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微电子学发展的方向。 微电子的特点 微电子学是一门综合性学科。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、测试与加工、图论、化学等多个学科。 微电子学的渗透性极强，它可以是与其他学科结合而诞生出一系列新的交叉学科，例如微机电系统(MEMS)、生物芯片等。 微电子、半导体、 IC三者关系 学科名称 － 微电子学 对应的行业 －半导体行业 (以半导体材料为加工对象) 核心产品 － IC 半导体行业的主要产品分为四大类： 集成电路，分立器件，光电器件、传感器 05-07年全球半导体产品销售比例 目录 微电子学的概念 微电子技术的战略地位 微电子技术的历史、现状和挑战 我国的微电子技术 微电子：信息社会发展的基石 信息：自然界和人类社会的一切活动都在产生信息。信息是客观事物状态和运动特征的一种普遍形式，是人类社会、经济活动的重要资源。 信息社会：社会的各个部分通过网络系统连接成一个整体，由高速大容量光线和通讯卫星群以光速和宽频带地传送信息，从而使社会信息化、网络化和数字化。 实现社会信息化的网络及其关键部件是计算机和通讯系统，它们的基础都是微电子技术 电子装备更新换代都基于微电子技术的进步，其灵巧（Smart）的程度都依赖于集成电路芯片的“智慧”程度和使用程度 微电子产业的战略重要性 目录 微电子学的概念 微电子技术的战略地位 微电子技术的历史、现状和挑战 我国的微电子技术 目录 微电子学的概念 微电子技术的战略地位 微电子技术的历史、现状和挑战 我国的微电子技术 电子管 第一台通用电子计算机：ENIAC 1946年：Electronic Numerical Integrator and Calculator 17468只电子管 长24m，宽6m，高2.5m 重30吨。 5000次/sec； 功率：140KW； 平均无故障运行时间：7min 数学运算、三角函数、积分等 ENIAC 第一个晶体管 第一个集成电路 平面集成电路的发明 收音机 微电子发展史上的几个里程碑 1962年Wanlass、C. T. Sah——CMOS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——DRAM（动态随机存储器） 1971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。 摩尔定律： Intel 微处理器的发展路线 IC工艺节点的发展 世界半导体产业增长率 硅周期 微电子产业链 产业集群特点 目录 微电子学的概念 微电子技术的战略地位 微电子技术的历史、现状和挑战 我国的微电子技术 2008年底全球12英寸生产线（ 70条，含在建） 国家/地区产业结构 北美：产业具备雄厚基础，综合实力全球领先 美国半导体依靠军工起家，是世界半导体产业第一强国。 欧洲：整体依托大型企业，中小企业发展滞后 一直以来欧洲半导体产业整体上是依托Infineon，Qimonda、ST和NXP这四家骨干企业。 日本：竞争实力有所下降，企业整合寻求突破 80年代，日本掌握了全球53％的半导体市场，连续7年维持全球第一的地位。90年代，其发展速度明显趋缓。 亚太：增速仍为全球之最，产业地位日渐重