基础讲座—半导体、微电子、集成电路技术基础介绍.pptVIP

微电子技术;微电子学 微电子学（Microelectronics）是研究在半导体材料上构成的微小化电路及系统的电子学分支。 微电子技术 微电子技术是随着集成电路，尤其是超大型规模集成电路而发展起来的一门新的技术。微电子技术包括系统电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、自动测试以及封装等一系列专门的技术，微电子技术是微电子学中的各项工艺技术的总和。;半导体材料、微电子器件的基本概念 ;电子技术： 电子元器件（电阻、电容、电感、二极管、三极管、场效应管……）构成的电路;第一台通用电子计算机：ENIAC 18,000个电子管组成; 晶体管：基于半导体晶体的电子器件：二极管、三极管、场效应管（MOS管），具有开关、整流、放大等功能。;微电子技术核心——集成电路 Integrated Circuit，缩写IC 通过一系列特定的加工工艺，将晶体管器件，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;微电子：到底有多微……;;15mm;;放大20000倍; 50?m;0.1nm nm 0.1mm 10mm 1mm 100mm 10 m;微电子技术发展历史;47年 贝尔实验室制成第一只半导体晶体管 标志着电子时代的到来;左起依次为： 巴丁（J. Bardeen） 肖克莱（Shockley） 布兰坦（Brattain）;59年 基尔比 诺伊斯发明集成电路;1970 – 第一个商用DRAM存储器 1Kbits 1971 – 第一个微处理器 1000 晶体管 1972 - Intel 8008 3,500 晶体管, 200kHz 时钟 ;;集成电路的分类;按集成电路规模分类;按电路功能分类;集成电路的制造过程;集成电路产业的发展趋势： 独立的设计公司（Design House） ARM、qualcomm、nVIDIA、联发科 独立的制造厂家（标准的Foundary） 台积电（50%）、台联电（25%）、sumsang、中芯国际（4%） 独立的封装厂 日月光、通富微电;IC;集成电路的工艺制造;—制造业—;由氧化、淀积、离子注入或蒸发形成新的薄膜或膜层;;金属 ;Intel Core 2 芯片尺寸为143平方毫米， 内含2.91亿晶体管 特征尺寸45nm;;集成电路的设计;集成电路的设计;2.目前，集成电路的设计过程： ;使用硬件设计语言 硬??描述语言Hardware Discription Language，HDL 是一种用于电路设计的高级语言。超高速集成电路硬件描述语言，主要是应用在数字电路的设计 HDL有两种用途：系统仿真和硬件实现 HDL和传统的原理图输入方法的关系就好比是高级语言和汇编语言的关系 美国国防部的VHDL（VHSIC HDL） Verilog HDL 可以描述硬件电路的功能，信号连接关系及定时关系，更有效的表示电路的特性 源程序便于保存、修改和自动纠错 ;3.使用IP核设计;IP核的应用;集成电路的发展方向：1.工艺上特征尺寸不断缩小2.设计上系统芯片化;微电子工艺近年来进展：特征尺寸不断缩小;2.设计上系统芯片化：SoC ( System – on - Chip);;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;，2007年，全球SOC的80%都是采用以IP核为主而进行设计的，IP销售额已经超过19亿美元，且以每年15-20%的速度递增 ，我国相比国外，无论是在基于IP复用的SOC设计方面，还是在IP技术应用推广和商务运作模式方面，都处于初级阶段；2007年大陆地区IP销售额仅为6850万美元，仅占全球的4%左右。;IP核在SOC芯片设计上的应用;;常见的IC封装外观;微电子科学技术的战略地位;集成电路 1 ~ 2元;据美国半导体协会（SIA）预测;如果我们不发展集成电路产业 IT行业停留在装配业水平上，挣的“辛苦钱”。 在国际分工中我们将只能处于低附加值的低端上。 所以有人戏称说：“你们说中关村是硅谷，但是一个无“芯”的硅谷，产品不可能有竞争力。”在没有自己集成电路产业的情况下，我们的高新技术的发展命脉掌握在他人手中。 当前，微电子产业的发展规模和科学技术水平已成为衡量一个国家综合实力的重要标志。;2020年世界最大的30个市场领域：其中与 微电子相关的22个市场：5万亿美元;集成电路用于电路设计 ;集成电路用于电