集成电路历史回眸
发布时间:2008/6/5 0:00:00 访问次数:873
1946年1月,bell实验室正式成立半导体研究小组, w. schokley肖克莱,j. bardeen巴丁、w. h. brattain布拉顿。bardeen提出了表面态理论, schokley给出了实现放大器的基本设想,brattain设计了实验。1947年12月23日,第一次观测到了具有放大作用的晶体管
1956年诺贝尔物理学奖授予美国加利福尼亚州景山(mountain view)贝克曼仪器公司半导体实验室的肖克莱(william shockley,1910—1989)、美国伊利诺斯州乌尔班那伊利诺斯大学的巴丁(john bardeen,1908—1991)和美国纽约州缪勒海尔(murray hill)贝尔电话实验室的布拉顿(walter brattain,1902—1987),以表彰他们在1947年12月23日 发明第一个对半导体的研究和npn点接触式ge晶体管效应的发现。
世界上第一个ge点接触型pnp晶体管
2. 集成电路的发明
1952年5月,英国科学家g. w. a. dummer达默 第一次提出了集成电路的设想。1958年以德克萨斯仪器公司的科学家基尔比(clair kilby)为首的研究小组研制出了世界上第一块集成电路,并于1959年公布了该结果
1958年发明第一块简单ic的美国ti公司jack s.kilby 杰克·基尔比、美国加利福尼亚大学的赫伯特·克勒默和俄罗斯圣彼得堡约飞物理技术学院的泽罗斯·阿尔费罗夫一起获得2000年nobel物理奖,以表彰他们为现代信息技术的所作出的基础性贡献,特别是他们发明的ic、激光二极管和异质晶体管 。
3.集成电路发明不是偶然的事件,相反地,它是对客观存在问题的一系列解决方案研究的结果,是技术发展的客观必然。
4. kilby 和noyce 所在的两个公司ti和fairchild公司都是年轻、成长中的公司,这里的管理者都营造了良好的有利于创新的氛围。而dummer 认为这正是当时的英国所缺乏的。
90年代 asic、ulsi和巨大规模集成gsi等代表更高技术水平的ic不断涌现,并成为ic应用的主流产品。1 g dram (集成度2.2∙109,芯片面积700mm2,特征尺寸0.18μm,晶片直径200mm) ,2000年开始商业化生产,2004年达到生产顶峰。集成电路的规模不断提高,cpu(p4)己超过4000万晶体管,dram已达gb规模。集成电路的速度不断提高,采用0.13μm cmos工艺实现的cpu主时钟已超过2ghz,实现的超高速数字电路速率已超过10gb/s,射频电路的最高工作频率已超过6ghz。
由于集成电路器件制造能力按每3年翻两番,即每年58%的速度提升,而电路设计能力每年只以21%的速度提升,电路设计能力明显落后于器件制造能力,且其鸿沟(gap)呈现越来越变宽的趋势。
工艺线建设投资费用越来越高。目前一条8英寸0.35μm工艺线的投资约20亿美元,但在几年内一条12英寸0.09μm工艺线的投资将超过100亿美元。如此巨额投资已非单独一个公司,甚至一个发展中国家所能单独负担的。
21世纪 集成电路复杂度不断增加,系统芯片或称芯片系统soc (system-on-chip)成为开发目标、纳米器件与电路等领域的研究已展开。英特尔曾于2003年11月底展示了首个能工作的65纳米制程的硅片,intel2004 年8月宣布,他们已经采用65纳米,生产出了70mbit的sram。并计划于2005年正式进入商业化生产阶段。使用65纳米制程生产的芯片中门电路的数目是90纳米制程的1/3。sram(静态存储器)将用于高速的存储设备,处理器中非常重要的缓存就是采用sram。
intel表示,通过采用第二代应变硅技术( 应变硅技术是一种对晶体管沟道部分的硅施加应力使其变形,以此提高载流子迁移率的技术。借由加大硅原子间彼此的距离,电子便能够更加迅速地运行。而电子的运行速度越快,处理器的性能就越好。 )可以将晶体管的性能提升了10%~15%,与90纳米工艺制造的晶体管相比,65纳米制程晶体管可以在同样的性能下减少4倍的漏电电流。未来将会有越来越多的产品采用65纳米工艺 intel公司2004年底宣布首次成功开发出15纳米的晶体管。intel的15纳米晶体管基于cmos工艺,工作电压为0.8伏,每秒可进行2.63万亿次开关转换。intel计划在2009年开发出基于15纳米晶体管的芯片,到时该公司开发出的处理器将达到20ghz甚至更高。
1946年1月,bell实验室正式成立半导体研究小组, w. schokley肖克莱,j. bardeen巴丁、w. h. brattain布拉顿。bardeen提出了表面态理论, schokley给出了实现放大器的基本设想,brattain设计了实验。1947年12月23日,第一次观测到了具有放大作用的晶体管
1956年诺贝尔物理学奖授予美国加利福尼亚州景山(mountain view)贝克曼仪器公司半导体实验室的肖克莱(william shockley,1910—1989)、美国伊利诺斯州乌尔班那伊利诺斯大学的巴丁(john bardeen,1908—1991)和美国纽约州缪勒海尔(murray hill)贝尔电话实验室的布拉顿(walter brattain,1902—1987),以表彰他们在1947年12月23日 发明第一个对半导体的研究和npn点接触式ge晶体管效应的发现。
世界上第一个ge点接触型pnp晶体管
2. 集成电路的发明
1952年5月,英国科学家g. w. a. dummer达默 第一次提出了集成电路的设想。1958年以德克萨斯仪器公司的科学家基尔比(clair kilby)为首的研究小组研制出了世界上第一块集成电路,并于1959年公布了该结果
1958年发明第一块简单ic的美国ti公司jack s.kilby 杰克·基尔比、美国加利福尼亚大学的赫伯特·克勒默和俄罗斯圣彼得堡约飞物理技术学院的泽罗斯·阿尔费罗夫一起获得2000年nobel物理奖,以表彰他们为现代信息技术的所作出的基础性贡献,特别是他们发明的ic、激光二极管和异质晶体管 。
3.集成电路发明不是偶然的事件,相反地,它是对客观存在问题的一系列解决方案研究的结果,是技术发展的客观必然。
4. kilby 和noyce 所在的两个公司ti和fairchild公司都是年轻、成长中的公司,这里的管理者都营造了良好的有利于创新的氛围。而dummer 认为这正是当时的英国所缺乏的。
90年代 asic、ulsi和巨大规模集成gsi等代表更高技术水平的ic不断涌现,并成为ic应用的主流产品。1 g dram (集成度2.2∙109,芯片面积700mm2,特征尺寸0.18μm,晶片直径200mm) ,2000年开始商业化生产,2004年达到生产顶峰。集成电路的规模不断提高,cpu(p4)己超过4000万晶体管,dram已达gb规模。集成电路的速度不断提高,采用0.13μm cmos工艺实现的cpu主时钟已超过2ghz,实现的超高速数字电路速率已超过10gb/s,射频电路的最高工作频率已超过6ghz。
由于集成电路器件制造能力按每3年翻两番,即每年58%的速度提升,而电路设计能力每年只以21%的速度提升,电路设计能力明显落后于器件制造能力,且其鸿沟(gap)呈现越来越变宽的趋势。
工艺线建设投资费用越来越高。目前一条8英寸0.35μm工艺线的投资约20亿美元,但在几年内一条12英寸0.09μm工艺线的投资将超过100亿美元。如此巨额投资已非单独一个公司,甚至一个发展中国家所能单独负担的。
21世纪 集成电路复杂度不断增加,系统芯片或称芯片系统soc (system-on-chip)成为开发目标、纳米器件与电路等领域的研究已展开。英特尔曾于2003年11月底展示了首个能工作的65纳米制程的硅片,intel2004 年8月宣布,他们已经采用65纳米,生产出了70mbit的sram。并计划于2005年正式进入商业化生产阶段。使用65纳米制程生产的芯片中门电路的数目是90纳米制程的1/3。sram(静态存储器)将用于高速的存储设备,处理器中非常重要的缓存就是采用sram。
intel表示,通过采用第二代应变硅技术( 应变硅技术是一种对晶体管沟道部分的硅施加应力使其变形,以此提高载流子迁移率的技术。借由加大硅原子间彼此的距离,电子便能够更加迅速地运行。而电子的运行速度越快,处理器的性能就越好。 )可以将晶体管的性能提升了10%~15%,与90纳米工艺制造的晶体管相比,65纳米制程晶体管可以在同样的性能下减少4倍的漏电电流。未来将会有越来越多的产品采用65纳米工艺 intel公司2004年底宣布首次成功开发出15纳米的晶体管。intel的15纳米晶体管基于cmos工艺,工作电压为0.8伏,每秒可进行2.63万亿次开关转换。intel计划在2009年开发出基于15纳米晶体管的芯片,到时该公司开发出的处理器将达到20ghz甚至更高。
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