集成电路综述论文.pdf

集成电路的过去、现在和未来 摘要:本文简要介绍了集成电路的发展历史、发展现状和发展前景。着重介绍了集成电路技 术在一些领域的应用和我国集成电路产业的现状和发展。 关键词：集成电路 技术应用 电子信息技术 一、发展历史 集成电路的发明和应用是人类20 世纪科技发展史上一颗最为璀璨的明珠。50 多年来，集成 电路不仅给经济繁荣、社会进步和国家安全等方面带来了巨大成功，而且改变了人们的生产、 生活和思维方式。当前集成电路已是无处不有、无时不在。她已经成为人类文明不可缺乏的 重要内容。 1949 年12 月23 日，美国贝尔实验室的肖克莱、巴丁和布拉顿三人研究小组发现了晶体管 效应，并在此基础上制出了世界上第一枚锗点接触晶体管，从此开创了人类大规模利用半导 体的新时代。两年后肖克莱首次提出了晶体管理论。1953 年出现了锗合金晶体管，1955 年 又出现了扩散基区锗合金晶体管。1957 年美国仙童公司利用硅晶片上热生长二氧化硅工艺 制造出世界上第一只硅平面晶体管。从此，硅成为人类利用半导体材料的主要角色。1958 年美国德州仪器公司青年工程师基尔比制作出世界上第一块集成电路。1960 年初美国仙童 公司的诺依思制造出第一块实用化的集成电路芯片。集成电路的发明为人类开创了微电子时 代的新纪元。在此后的五十多年里，集成电路技术发展迅速，至今，半导体领域中获得过诺 贝尔物理奖的发明创造已有5 项。晶体管由于其广泛的用途而被 迅速投入工业生产，“硅谷”成为世界集成电路的策源地，并由此向世界多个国家和地区辐 射：上世纪60 年代向西欧辐射，70 年代向日本转移，80 年代又向韩国、我国台湾和新加坡 转移。至上世纪90 年代，集成电路产业已成为一个高度国际化的产业。 发展现状 简介 集成电路具有多种特点，如其体积小、质量轻、功能齐全、可靠性高、安装方便、频率特性 好、专用性强以及元器件的性能参数比较一致，对称性好。目前最先进的集成电路是微处理 器或多核处理器的 “核心”，可以控制电脑、手机到数字微波炉的一切。当前全球生产技术 水平最高的集成电路项目是三星电子高端存储器芯片项目，其预备生产目前世界上最先进的 10 纳米级闪存芯片。集成电路的设计是集成电路三大产业支柱之一，目前相对主流的设计 技术有IP 核技术、可重构芯片技术、适应计算设计技术以及结构化设计技术等。IP 核技术 是目前主流的设计技术，ARM 公司以专业设计IP 核在CPU 领域占据重要地位，成为了全球 性RISC 微处理器标准的缔造者。三大产业支柱之一的封装技术也在快速发展，目前有发展 前景的是DCA 技术和三维封装技术。同时，集成电路中单片系统集成芯片的特征尺寸在不 断缩小，芯片的集成度在逐渐提升，工作电压在逐渐降低。 2、国内产业现状 中国集成电路发展势头迅速。2000 年 《国务院关于印发鼓励软件产业和集成电路产业 发展若干政策的通知》发布以来，中国集成电路市场和产业规模都实现了快速增长。市场规 模方面，2014 年中国集成电路市场规模首次突破万亿级大关，达到10393 亿元，同比增长 13.4%，约占全球市场份额的50%。产业规模方面，2014 年中国集成电路产业销售额为3015.4 亿元，2001-2014 年年均增长率达到23.8%。2014 年12 月5 日，联发科与晶圆代工厂商华 力电子共同宣布双方将在28 纳米工艺技术和晶圆制造服务方面紧密合作，受到业界极大关 注。2015 年7 月，我国科技重大专项 “40-28 纳米集成电路制造用300 毫米硅片”在上海产 业区启动，旨在解决我国集成电路行业300 毫米硅片完全依赖进口的局面。 3、技术应用现状 集成电路被广泛应用于计算机、航空航天、通讯以及消费电子等各种领域。集成电路已成为 各行业实现信息化、智能化、电子化的器件基础，起着不可替代的作用。 在军事领域，目前单片微波集成电路 （MMIC）已能实现混合集成批产化，以 MMIC 为基本 组件的混合集成电路 （MCM）的军事/宇航市场占比在 40％以上。其中，MCM 的重要组成 膜集成电路占有近半壁江山。2013 年，国内膜集成电路的市场规模为 89.4 亿元, 增速达到 31％。其中军事/航天电子装备的市场规模约为 17.8 亿元，占比达到 20％。在厚膜混合集 成电路中，军事电子装备占40％，薄膜混合集成电路中军品的占比为 70％。混合微波集成 电路的近80％被用于军事/宇航电子装备。在医学领域，立足于生命科学与信息科学的交叉 点和结合部，以专用集成电路设计技术为基本实现手段，以“植入式神经记录”和 “神经信 号处理”为切入点，研究植入式神经信号处理算法