集成電路發(fā)展概說

.,1,集成電路發(fā)展概說,姚若河,.,2,微電子技術(shù)發(fā)展的簡要回顧集成電路產(chǎn)業(yè)應(yīng)用舉例,.,3,微電子技術(shù)發(fā)展的簡要回顧ICIntegratedcircuit集成電路是指通過一系列特定的加工工藝，將多個晶體管、二極管等有源器件和電阻、電容等無源器件，按照一定的電路連接集成在一塊半導(dǎo)體單晶片或陶瓷等基片上，作為一個不可分割的整體執(zhí)行某已特定功能的組件。,.,4,1947年12月世界上第一個晶體管誕生，發(fā)明人：肖克萊、巴丁、布扎頓。1956年獲諾貝爾物理學(xué)獎。,.,5,.,6,.,7,.,8,1833年美國的法拉第發(fā)現(xiàn)氯化銀的電阻率隨溫度升高而增大。最早的半導(dǎo)體性質(zhì)。1873年施密特:晶體硒在光照射下電阻變小。光電導(dǎo)效應(yīng)。,.,9,1877年亞當(dāng)斯:晶體硒和金屬接觸在光照射下產(chǎn)生電動勢半導(dǎo)體光生伏特效應(yīng)。1906年皮爾遜:金屬與硅進(jìn)體接觸產(chǎn)生整流作用整流效應(yīng)。1931年威爾遜提出能帶理論，能很好地解釋半導(dǎo)體的許多性質(zhì)。1939年達(dá)維多夫：認(rèn)識到半導(dǎo)體中少數(shù)載流子的重要性（少數(shù)載流子概念的提出）。,.,10,1947年12月世界上第一個晶體管。1952年5月美國的達(dá)默提出了集成電路的設(shè)想。1958年基爾比小組研制出第一塊集成電路。,.,11,歷史上第一個集成電路,.,12,微電子技術(shù)為支撐的電子產(chǎn)業(yè)平均發(fā)展速度大約在15以上。1994年為25，銷售額達(dá)1097億美元。2000年，銷售額超過2000億美元。摩爾定律：Intel公司創(chuàng)始人之一E.Moore在1965年預(yù)言的：集成電路的集成度每3年增長4倍，特征尺寸每3年縮小倍。年：9799200120032009特征尺寸/um：0.250.180.150.130.07,.,13,戈登-摩爾,.,14,.,15,.,16,集成電路產(chǎn)業(yè),.,17,集成電路產(chǎn)業(yè),IC設(shè)計IC制造IC封裝及測試,.,18,1IC設(shè)計：最初的物理版圖設(shè)計入手集成電路單元庫IP核,行為設(shè)計電路的功能結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯和電路物理設(shè)計光刻掩膜版,.,19,16位音頻DAC系統(tǒng)總體框圖,.,20,.,21,.,22,.,23,.,24,.,25,.,26,.,27,.,28,2IC制造光刻：可見光甚遠(yuǎn)紫外光電子束光刻刻蝕：濕法腐蝕、干法腐蝕,濺射與離子束銳蝕等離子刻蝕反應(yīng)離子刻蝕,擴(kuò)散與離子注入接觸與互連,.,29,.,30,材料結(jié)構(gòu)多層互連銅互連和低K互連絕緣介質(zhì)電遷移應(yīng)力遷移高K柵絕緣介質(zhì)新技術(shù)和新材料.,.,31,.,32,3IC封裝IC產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了三次分工60年代，IC廠掌握全部技術(shù)70年代，第一次分工，工藝設(shè)備制造、提供商、生產(chǎn)廠商。80年代，第二次分工，F(xiàn)oundry的出現(xiàn)，設(shè)計與生產(chǎn)制造分開。90年代，第三次分工：設(shè)計的分工。系統(tǒng)芯片集成公司和IP提供與設(shè)計公司。封裝產(chǎn)業(yè)是第二次分工時獨立出來的。,.,33,.,34,.,35,.,36,.,37,.,38,.,39,.,40,.,41,工藝流程劃片分類管芯鍵合引線鍵合密封管殼焊封塑模測試材料形式,塑封陶瓷封裝金屬封裝,常規(guī)封裝表面封裝,.,42,PIP雙列直插式封裝QFP塑料方型扁平式封裝PFP塑料扁平組件式封裝PGA插針網(wǎng)格陣列封裝BGA球柵陣列封裝SIP（SysteminPackage）系統(tǒng)級封裝,.,43,系統(tǒng)級封裝示意圖,.,44,系統(tǒng)級封裝與SoC、MCM以及3D封裝的結(jié)構(gòu)比較,.,45,粵晶公司YJ6221,.,46,.,47,.,48,.,49,.,50,互連問題，多層互連：電磁兼容、熱阻問題。無鉛焊料-鉛的危害2003年2月13日，歐洲議會與歐洲部長會議組織強(qiáng)制要求自2006年7月1日起，在歐洲市場商銷售的電子產(chǎn)品必須為無鉛產(chǎn)品。熔點，浸潤性，電阻率，力學(xué)性能，抗疲勞性。可靠性問題：錫須問題,.,51,應(yīng)用舉例,.,52,1623年第一臺機(jī)械計算機(jī),.,53,1674年第一臺能連續(xù)運算計算機(jī),.,54,