世界集成電路發(fā)展簡(jiǎn)史

1、semi世界集成電路發(fā)展歷史World IC In dustrial History Review學(xué)獎(jiǎng)。SEMICONDUCTORASSUSTAYion前言歷史上第一個(gè)晶體管于60年前一1947年12月16日誕生于美國(guó)新澤西州的貝爾實(shí)驗(yàn)室(Bell Laboratories )。發(fā)明者威廉克利(William Shockley )、約翰巴丁(John Bardeen )和沃爾特布拉頓(Walter Brattain )為此獲得了 1956年的諾貝爾物理固態(tài)半導(dǎo)體(solid-state)的發(fā)明使得之后集成電路的發(fā)明成為可能。這一杰出成就為世界半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。之后的60年里，半導(dǎo)體技

2、術(shù)的發(fā)展極大地提升了勞動(dòng)生產(chǎn)力，促進(jìn)了世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，改善了人們的生活水平。美國(guó)半導(dǎo)體協(xié)會(huì)(SIA)總裁喬治斯卡利思(GeorgeScalis©曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“6(年前晶體管的發(fā)明為這個(gè)不斷發(fā)展的世界帶來(lái)了巨大的變革，這一歷史性的里程碑式的發(fā)明，意義不容小覷。晶體管是無(wú)數(shù)電子產(chǎn)品的關(guān)鍵組成部分，而這些電子產(chǎn)品幾乎對(duì)人類生活的各個(gè)方面都帶來(lái)了革命性的變化。2007年，全世界的微電子行業(yè)為地球上每一個(gè)男人、女人和小孩各生產(chǎn)出 9億個(gè)晶體管 一總計(jì)達(dá)6,000,000,000,000,000,000 (六百億億)個(gè)，產(chǎn)業(yè)銷售額超過(guò) 2570億美元”回顧晶體管的發(fā)明和集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程,我們

3、可以看到，60年前晶體管的發(fā)明并非一個(gè)偶然事件，它是在世界一流的專業(yè)技術(shù)人才的努力下，在鼓勵(lì)大膽創(chuàng)新的環(huán)境中，在政府的鼓勵(lì)投資研發(fā)的政策支持下產(chǎn)生的。同時(shí)，我 們也可以看到集成電路產(chǎn)業(yè)從無(wú)到有并高速發(fā)展是整個(gè)業(yè)界相互合作和共同創(chuàng)新的結(jié)果資料來(lái)源：美國(guó)半導(dǎo)體生產(chǎn)商協(xié)會(huì)(SIA)semisemiSEMICOKChina2008世界集成電路發(fā)展歷史World IC In dustrial History Review資料來(lái)源：美國(guó)半導(dǎo)體生產(chǎn)商協(xié)會(huì)(SIA)美國(guó)物理學(xué)家朱利葉申請(qǐng)的三 極”場(chǎng)效應(yīng)晶體管”專利(1926)U. S. Patent Ofce物理教授費(fèi)迪南布勞恩在法國(guó)Strasbourg 大

4、學(xué)Credit: 發(fā)現(xiàn)和研究半導(dǎo)體效應(yīng)1833年，英國(guó)物理學(xué)家邁克爾法拉第(Michael Faraday)在研究硫化銀晶體的導(dǎo)電性時(shí)，發(fā)現(xiàn)了硫化銀晶體的電導(dǎo)率隨溫度升高而增加這一特別的現(xiàn)象”。這一特征正好與銅和其他金屬的情況相反。邁克爾法拉第(Michael Faraday)的這一發(fā)現(xiàn)使人們對(duì)半導(dǎo)體效應(yīng)開(kāi)始有了認(rèn)識(shí)。1874年，德國(guó)物理學(xué)家費(fèi)迪南布勞恩(FerdinandBraun )在研究晶體和電解液的導(dǎo)電性質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn)電流僅能單方向通過(guò)金屬探頭和方鉛 晶體的接觸點(diǎn)。費(fèi)迪南布勞恩(Ferdinand Braun )記錄和描述了這一半導(dǎo)體二極管的觸點(diǎn)式整流效應(yīng)”?；谶@個(gè)發(fā)現(xiàn)，印度加爾各答大學(xué)總

5、統(tǒng)學(xué)院物理學(xué)教授博斯 爵士(Jagadis Chandra Bose)提出了把 半導(dǎo)體晶體整流器"用作探測(cè)無(wú)線電波的應(yīng)用并申請(qǐng)了專利(1901年)。波蘭出生的美國(guó)物理學(xué)家朱利葉(Julius Lilienfeld)在研究硫化銅半導(dǎo)體特性時(shí)，設(shè)想了一個(gè)三極半導(dǎo)體器件場(chǎng)效應(yīng)晶體管"，并在1926年提交了一項(xiàng)基于硫化銅半導(dǎo)體特性的三極放大器專利。在以后的幾十年中，人們一直嘗試著去制作這樣的器件。半導(dǎo)體物理現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，激發(fā)了人們對(duì)其理論上的研究。1931年，當(dāng)時(shí)在德國(guó)做研究的英國(guó)劍橋大學(xué)物理學(xué)家艾倫威爾遜(Alan Wilson )發(fā)表了用量子力學(xué)解釋半導(dǎo)體基本特性的觀點(diǎn)并出版了半

6、導(dǎo)體電子理論。七年后，鮑里斯(Boris Davydov)(蘇聯(lián)),莫特(Nevill Mott )(英國(guó))和沃爾特(Walter Schottky )(德國(guó))也獨(dú)立地解釋了半導(dǎo)體整流這 一特性。在20世紀(jì)30年代中期，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的電化學(xué)家拉塞爾(Russell Ohl)在研究用硅整流器件探測(cè)雷達(dá)信號(hào)時(shí)，發(fā)現(xiàn)硅整流器探測(cè)信號(hào)的能力隨著硅晶體純度的提高而增強(qiáng).并且，在1940年 2月的一次實(shí)驗(yàn)中，拉塞爾(Russell Oh在測(cè)試一塊硅晶體的時(shí)候。驚奇地發(fā) 現(xiàn)當(dāng)硅晶體暴露在強(qiáng)光下電流會(huì)增大。在此發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上拉塞爾(Russell Oh)提出了 p-n結(jié)的概念和硅的光電效應(yīng)理論，這一發(fā)現(xiàn)帶來(lái)了

7、以后結(jié)型晶體管和太陽(yáng)能電池的發(fā)展。1833 -1874 -1901 -1926 -1931 -第一次記錄了半導(dǎo)體效應(yīng)發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體點(diǎn)接觸整流效應(yīng)半導(dǎo)體整流器申請(qǐng)“觸須”探測(cè)器專利法拉第在公開(kāi)演講自然科學(xué)。Credit: Contemporary engraving of Faraday lecturing.場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體器件概念申請(qǐng)專利出版半導(dǎo)體電子理論1940 - p-n結(jié)的發(fā)現(xiàn)美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的電化學(xué)家拉塞爾申請(qǐng)的光伏器件專利(1941)U. S. Patent Ofce.semisemiSEMICON"China2008晶體管發(fā)明者約翰巴丁(John Bardeen),威廉肖克利 拉頓

8、(Walter Brattain)Courtesy of: LSI Corporations世界集成電路發(fā)展歷史World IC In dustrial History Review100 倍。(William Shockley)和沃爾特 布:J資料來(lái)源：美國(guó)半導(dǎo)體生產(chǎn)商協(xié)會(huì)(kA)學(xué)家沃爾特布拉頓(Walter Brattain) 一起開(kāi)始研究這些 16日，他們的研究導(dǎo)致了第一個(gè)半導(dǎo)體放大器的成功。約翰 用一個(gè)塑料楔塊將兩個(gè)距離很近的金接觸點(diǎn)固定到了小塊高純鍺表面上，一個(gè)接觸 點(diǎn)的電壓調(diào)制了電流流向另一個(gè)點(diǎn)，從而使得輸入信號(hào)放大至3名貝爾實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家發(fā)明的第一 個(gè)觸點(diǎn)式”晶體管(1947)C

9、ourtesy of: LSI Corporations約翰巴丁 (John Bardeen)和沃爾 特布拉頓 (Walter Brattain)申請(qǐng) 的晶體管發(fā)明專利 (1948)U. S. Patent Ofce.觸點(diǎn)式”晶體管的發(fā)明 一一1947年12月16日1945年初，威廉 肖克利(WilliamShockley)在美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室組織了一個(gè)固態(tài)物理研究組。這個(gè)研究組除了從事其他研究之外，還開(kāi)展試圖用半導(dǎo)體替換不太堅(jiān)固的真 空管和應(yīng)用于貝爾電話系統(tǒng)中的機(jī)電開(kāi)關(guān)的研究。同年Shockley)基于幾年前開(kāi)發(fā)的錯(cuò)和硅技術(shù)構(gòu)想了一個(gè) 并不成功。一年后，理論物理學(xué)家約翰巴丁 (John能會(huì)阻礙電

10、場(chǎng)滲入材料，從而抵消了任何效應(yīng)。約翰4月，威廉肖克利(William 場(chǎng)效應(yīng)"放大器和開(kāi)關(guān)，但實(shí)驗(yàn) Bardeen)指出半導(dǎo)體表面的電子可 巴丁 (John Bardeen)與實(shí)驗(yàn)物理 表面態(tài)"的特性。1947年12月 巴丁與沃爾特布拉頓使晶體管名字的由來(lái)每一項(xiàng)新發(fā)明都需要一個(gè)名稱，貝爾實(shí)驗(yàn)室最初設(shè)想了好幾個(gè)，包括空管”，固態(tài)三極真空管”，表面狀態(tài)三極真空管”，晶體三極真空管”，“Iotatron 等。但最終采用了約翰皮爾斯(John Pierce)提出的 晶體管”一詞。 約翰皮爾斯(JohnPierce )回憶說(shuō)：我之所以提出這個(gè)名字，著重考慮了該器件是做什么的。那時(shí)，它

11、本應(yīng)該是電子管的復(fù)制品。電子管有跨導(dǎo)，晶體管就應(yīng)該有跨阻。此外，這個(gè)器件 的名稱應(yīng)當(dāng)與變阻器，電熱調(diào)節(jié)器等其它器件名稱相匹配，于是我建議采用這個(gè)名字”。半導(dǎo)體三極真”“X 4.”晶體管威廉肖克利(William Shockley )、約翰 巴丁 (John Bardeen)和沃爾特 布拉頓(Walter Brattain )為晶體管"的 發(fā)明共同獲得了1956年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。后來(lái)，約翰巴丁 (Bardeen )被聘請(qǐng)為伊利諾斯大學(xué)(University ofIIIinois)的教授；沃爾特 布拉頓(Brattain)在華盛頓沃拉沃拉市的惠特曼學(xué)院(WhitmanCollege)、

12、哈佛大學(xué)(Harvard University)、明尼蘇達(dá)大學(xué)(University of Minnesota)和華盛頓大學(xué) (Universityof Washington )擔(dān)任講師；而威廉 肖克利(Shockley )在擔(dān)任斯坦福大學(xué)(Stanford University )電氣工程學(xué)院的教授的同時(shí)，還成立了肖克利(Shockley)半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室(貝克曼儀器有限公司的一部分)，為硅谷及電子產(chǎn)業(yè)的誕生做出了杰出的貢獻(xiàn)。集成電路的發(fā)明者，英特爾公司的創(chuàng)始人等后起之秀 都曾在肖克利(Shockley )半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室工作過(guò)。semi最早的微瓦結(jié)型晶體管(1951)Courtesy of: LS

13、I Corporations資料來(lái)源：美國(guó)半導(dǎo)體生產(chǎn)商協(xié)會(huì)(美國(guó)西電公司 (屬AT&T)與日本Tokyo Tsushin Kogyo(SONY索尼的前身)所簽的晶體管技術(shù)授權(quán)協(xié)議書(shū)(1954)Courtesy of: LSI Corporations肖克利的筆記描繪了關(guān)於 p-n結(jié)的想法Courtesy of: Alcatel-Lucent.SEMICOKChina2008世界集成電路發(fā)展歷史World IC In dustrial History ReviewSIA)結(jié)型晶體管的誕生1948由于 觸點(diǎn)式"晶體管脆弱的機(jī)械構(gòu)造，生產(chǎn)和應(yīng)用都受到限制。美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn) 室的威廉肖克

14、利(William Shockley)開(kāi)始設(shè)想用p-n結(jié)效應(yīng)研發(fā)一種新的晶體管結(jié) 構(gòu)?；趯?duì) p-n結(jié)效應(yīng)理論的理解，威廉肖克利(William Shockley)提出帶正電荷的"空穴"并不僅在表面運(yùn)動(dòng)，它們也應(yīng)能滲透并穿過(guò)鍺晶體，稱作少數(shù)載流子注入”這個(gè)設(shè)想是結(jié)型晶體管能實(shí)現(xiàn)的關(guān)健。基于此概念，結(jié)型晶體管可 以由三個(gè)區(qū)域的材料組成：n-型/p-n結(jié)/p-型。1948年實(shí)驗(yàn)取得了成功，威廉 肖克利(William Shockley )申請(qǐng)了專利并在1949發(fā)表了這一結(jié)果。(Gord on制作結(jié)型晶體管需要用大塊的單晶鍺，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的化學(xué)家戈登Teal )用鍺的 晶種&q

15、uot;從熔化的鍺中拉伸單晶并用簡(jiǎn)陋的設(shè)備生長(zhǎng)了大塊單晶鍺。在這個(gè)過(guò)程中，戈登(Gordon Teal )與摩根 斯帕克斯(Morgan Sparks )發(fā)現(xiàn)p-n結(jié)可以通過(guò)在熔化的鍺中 摻雜”勺方法得到，他們協(xié)同制作了n-p-n結(jié)型型晶體管。這種生長(zhǎng)的p-n結(jié)型的晶體管"有著優(yōu)良的特性。貝爾實(shí)驗(yàn)室授權(quán)晶體管技術(shù)一一1952二十世紀(jì)四十年代末到五十年代，為促進(jìn)晶體管和其他固態(tài)器件的發(fā)展，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室迸行了一項(xiàng)針對(duì)半導(dǎo)體技術(shù)的基礎(chǔ)性研發(fā)"項(xiàng)目。在電氣工程師杰克莫頓(Jack Morton)的帶領(lǐng)下，這一項(xiàng)目研發(fā)出了區(qū)域提純"以及生長(zhǎng)大塊單晶鍺和單晶硅的技術(shù)。實(shí)驗(yàn)室

16、還研發(fā)了形成p-n結(jié)、半導(dǎo)體表面處理、固定金屬連線的制造技術(shù)。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室還研發(fā)了使用晶體管的邏輯電路及設(shè)備。杰克莫頓(Jack Morton)倡議貝爾實(shí)驗(yàn)室應(yīng)與其他研究者和公司共享這項(xiàng)晶體管 技術(shù)，因?yàn)樨悹枌?shí)驗(yàn)室和其總公司AT&T能夠從它人的技術(shù)進(jìn)步中獲益。因此，在20世紀(jì)50年代他們主辦了三次研討會(huì)，讓其他科學(xué)家和工程師參觀了貝爾實(shí) 驗(yàn)室，了解這項(xiàng)新的半導(dǎo)體技術(shù)的第一手資料。其中1951年舉辦的第一次會(huì)議專門(mén)面向國(guó)防的應(yīng)用。sem r世界集成電路發(fā)展歷史World IC In dustrial History Review“集成電路”的發(fā)明1958年12月，德州儀器的杰克基爾比(J

17、ack Kilby)用蝕刻的方法在一塊錯(cuò)臺(tái)面型p-n-p晶體管晶片上來(lái) 形成晶體管、電容器和電阻器區(qū)域，并用細(xì)的金線將這些區(qū)連接起來(lái)以展示一個(gè)振蕩點(diǎn)器的功能。一周之后，他又用同樣方法制作了一個(gè)放大器。德州儀器于1960年3月介紹了其第一批商用器件，包括二進(jìn)制觸發(fā)器等。然而，生產(chǎn)方法，也無(wú)法解決辨認(rèn)線頭"的問(wèn)題。這個(gè)方法被后來(lái)羅伯特金屬蒸鍍連線"方法所取代。杰克基爾比和他的描繪 著固體電路的實(shí)驗(yàn)筆記本(1958)Courtesy of:Texas Instruments, Inc.“ F型的觸發(fā)器集成電路芯片 該芯片可以封裝在園形的TO-18管殼中Credit:Fairchi

18、ld Semiconductor.羅伯特諾伊思申請(qǐng)的集成 電路專利(1959)U. S. Patent Ofce.平面電晶體管 2N1613的 顯微照片(1959)Credit:Fairchild Semiconductor.杰克基爾比(Jack Kilby)展示了 “固態(tài)電路"1958當(dāng)電子設(shè)備變得復(fù)雜時(shí)，人們開(kāi)始尋找相對(duì)簡(jiǎn)單的方法把成千上萬(wàn)的晶體管、電阻、電容等連接起 來(lái)。1952到1957年期間，英國(guó)、日本和美國(guó)的科學(xué)家們都在做不同的嘗試。這些早期的集成"并沒(méi)有提供一個(gè)可以被廣泛應(yīng)用的"聯(lián)接"方法。杰克基爾比被授於諾貝爾獎(jiǎng)(Dec. 2000)Co

19、urtesy of: Texas Instruments, Inc.(Copyright 2000 The Nobel Foundation, Photo: Hans Mehlin.)1959年 3月宣布了 固態(tài)電路"的概念并于 細(xì)的金連線"并非是一個(gè)實(shí)用的諾伊思(Robert Noyce)所發(fā)明的“資料來(lái)源：美國(guó)半導(dǎo)體生產(chǎn)商協(xié)會(huì)(SIA)平面工藝的發(fā)明導(dǎo)致了單片集成電路的發(fā)明一一1959在1959年，飛兆半導(dǎo)體的物理學(xué)家吉恩霍爾尼(JeanHoerni)為了解決臺(tái)面晶體管的可靠性問(wèn)題而發(fā)明 了平面工藝，這個(gè)工藝的關(guān)鍵是用氧化層去保護(hù)p-n結(jié)的表面而不受污染。這一發(fā)明使半導(dǎo)

20、體生產(chǎn)發(fā)生了革命性的變化。平面工藝制造的器件不僅顯示了更佳的電性能-使用氧化保護(hù)層使漏電流顯著降低，這對(duì)于計(jì)算機(jī)的邏輯設(shè)計(jì)極為關(guān)鍵。它還使得只從晶圓的一面來(lái)制造一塊集成電路的所有組 件成為可能。為了進(jìn)一步開(kāi)發(fā)平面工藝的其他用途，飛兆半導(dǎo)體的合作創(chuàng)立者羅伯特諾伊思(Robert Noyce)構(gòu)思了制作單片集成電路的想法。通過(guò)在保護(hù)性氧化層上蒸鍍鋁金屬線將分散在硅面上的電極、晶體 管、電阻器和電容器互相連接起來(lái)。這樣，人們便可在單硅片上制造完整的電路。用蒸鍍鋁金屬線"來(lái)取代 細(xì)的金連線"為杰克基爾比(Jack Kilby)的固態(tài)電路提供了一個(gè)實(shí)用的方法。羅伯特諾伊思(Rober

21、t Noyce)在1959年申請(qǐng)了可以大規(guī)模生產(chǎn)的單片集成電路結(jié)構(gòu)的專利。隨后，飛兆半導(dǎo)體的創(chuàng) 立者之一杰伊(Jay Last)根據(jù)霍爾尼平面工藝和諾伊思單片集成電路結(jié)構(gòu)的方法，在1960年成功研發(fā)了第一塊商用集成電路-雙穩(wěn)態(tài)邏輯電路由4個(gè)晶體管和5個(gè)電阻組成。sem rsem rSEMICON"China2008世界集成電路發(fā)展歷史World IC In dustrial History Review金屬氧化物半導(dǎo)體 (MOS)和互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體制成首個(gè)金屬氧化半導(dǎo)體(MOS )絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管一一19601959年，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的約翰艾特拉(John Atalla )和

22、道旺 卡恩(DawonKahng )研發(fā)了首個(gè)絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)。他們的成功要素是通過(guò)控制表面態(tài)”的影響使得電場(chǎng)能滲入半導(dǎo)體材料。在研究熱生長(zhǎng)硅氧化層的過(guò)程中，他們發(fā)現(xiàn)在金屬層(M-柵)，氧化層(O-絕緣)和硅層(S-半導(dǎo)體)的結(jié)構(gòu)中，這些 表面態(tài)”會(huì)在硅和其氧化物的 交接處大大降低。這樣,加在柵上的電場(chǎng)能通過(guò)氧化層影響硅層，這就是MOS名稱的由來(lái)。由于原始的MOS器件速度偏慢，且未能解決電話設(shè)備中所面臨的問(wèn)題，這項(xiàng)研究被停了下來(lái)。但飛兆半導(dǎo)體(Fairchild)和美國(guó)無(wú)線電公司(RCA )的研究者們認(rèn)識(shí)到了MOS器件的優(yōu)點(diǎn)。在20世紀(jì)60年代，卡爾 (Karl Zainingei

23、)和查爾斯 (CharlesMeuller )在美國(guó)無(wú)線電(RCA )制造出了金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管。飛兆半導(dǎo)體的C. T. Sah制造了一個(gè)帶控制極的MOS四極管。隨后，MOS晶體管開(kāi)始用于集成電路器件開(kāi)發(fā)。1962年，佛瑞德 海曼(Fred Heiman )和史蒂文霍夫斯坦(Steven Hofstein )在美國(guó)無(wú)線電(RCA)制造了一個(gè)實(shí)驗(yàn)性的由16個(gè)晶體管組成的單芯片集成電路器件。發(fā)明互補(bǔ)型 MOS電路結(jié)構(gòu)1963在1963年一篇作者為飛兆研發(fā)實(shí)驗(yàn)室C. T. Sah和弗蘭克 哈里森(FrankWanlass )的論文中顯示，當(dāng)處于以互補(bǔ)性對(duì)稱電路配置連接p-通道和 n通道MOS晶體

24、管形成邏輯電路時(shí)(今日稱為 CMOS )，這個(gè)電路的功耗幾乎接近為零。弗蘭克 哈里森將這一發(fā)明申請(qǐng)了專利。CMOS技術(shù)為低功耗集成電路打下了基礎(chǔ)并成為今日的主流數(shù)字集成電路的生產(chǎn)技術(shù)。資料來(lái)源：美國(guó)半導(dǎo)體生產(chǎn)商協(xié)會(huì)(CMOS )的發(fā)明1960 - Metal Oxide Semiconductor (MOS) Transistor Demonstrated 貝爾實(shí)驗(yàn)室的道旺卡恩所申請(qǐng)的MOS晶體管專利U. S. Patent Ofce.1963 - Complementary MOS Circuit Conguration is Invented 飛兆研發(fā)實(shí)驗(yàn)室的弗蘭克 森所申請(qǐng)的CMOS器件

25、結(jié)構(gòu)專利U. S. Patent Ofce.哈里SIA)sem rsem r'EM嚨也世界集成電路發(fā)展歷史World IC In dustrial History Review-晶體管邏輯（TTL）集成電路成為SLT封裝技術(shù)進(jìn)入大批量生產(chǎn)。SIA)1963 開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)邏輯集成電路系列 速度、成本和密集度優(yōu)勢(shì)確立了晶體管 19世紀(jì)六七十年代最流行的標(biāo)準(zhǔn)邏輯構(gòu)造模塊1964 混合微型電路達(dá)產(chǎn)量咼峰為IBM系統(tǒng)/360計(jì)算機(jī)系列發(fā)展的多芯片集成電路工業(yè)進(jìn)入發(fā)展期1964第一塊商用 MOS集成電路誕生通用微電子公司用金屬氧化物半導(dǎo)體（MOS ）工藝取得了比雙極型集成電路高的集成度并且用這項(xiàng)技術(shù)制

26、造了第一個(gè)計(jì)算器芯片組。1964 第一個(gè)廣泛應(yīng)用的模擬集成電路誕生飛兆半導(dǎo)體的大衛(wèi)艾伯特（David Talbert ）和羅伯特（Robert Widlar）研發(fā)成功的商用模擬集成電路，開(kāi)啟了一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域。1965 適合於系統(tǒng)集成的封裝設(shè)計(jì)雙列直插式外殼（DIP）格式在很大程度上使印刷電路板布線變得容易了,降低了計(jì)算機(jī)的裝配成本。1965 只讀型存儲(chǔ)是第一個(gè)專用存儲(chǔ)IC存儲(chǔ)可編程只讀存儲(chǔ)器（ROMs ）產(chǎn)生了第一塊隨機(jī)讀取存儲(chǔ)集成電路。1966為高速存儲(chǔ)開(kāi)發(fā)的半導(dǎo)體RAMs十六位雙極型晶體管器件是第一塊專用集成電路用于高速讀寫(xiě)存儲(chǔ)應(yīng)用。1968集成了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能的電流源集成電路 用高精度

27、的制造工藝把模擬和數(shù)字電路集成在單個(gè)芯片。資料來(lái)源：美國(guó)半導(dǎo)體生產(chǎn)商協(xié)會(huì)（.在1957年，八位年輕人 （飛兆半導(dǎo)體）。之后1956年，威廉肖克利在北加卅（今日的硅谷”成立了肖克利半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室并雇用了許多優(yōu)秀的年輕科學(xué)家 離開(kāi)了該實(shí)驗(yàn)室并創(chuàng)辦了仙童半導(dǎo)體公司硅谷”衍生出很多半導(dǎo)體公司.Courtesy of: Fairchild SemiconductorCourtesy of: Fairchild Semiconductor1999年老飛兆半導(dǎo)體（也稱仙 童）的四名創(chuàng)辦人：（左起）JayLast、C. Sheldon Roberts、 JuliusBlank 禾口 EugeneK lein e

28、r于1999年接過(guò)由美 國(guó)政府推出的集成電路紀(jì)念 郵票，它以飛兆半導(dǎo)體 1964 的設(shè)計(jì)為藍(lán)本,是世界半導(dǎo) 體行業(yè)的首個(gè)靜態(tài)觸發(fā)器。sem rsemiSEM嚨也美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體的羅伯特(Robert Widlar) 所研發(fā)的模擬 集成電路 LM10Credit: National Semiconductor.Intel研發(fā)的第一款微處理器芯 片 i4004Courtesy of: Intel Corporation.Cragon 所畫(huà)的數(shù)學(xué).德州儀器通過(guò)改良貝爾實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的單片數(shù)字 信號(hào)處理器DSP-1Courtesy of: Alcatel-Lucent.這是德州儀器的Hawey信號(hào)處理芯片的

29、原理圖此芯片構(gòu)造后制成了第一個(gè)可編程的數(shù)字信號(hào)處理器單芯片集成電路(1982)Courtesy of: Taxes Instrument.SH1605Credit: Fairchild Semiconductor.世界集成電路發(fā)展歷史World IC In dustrial History Review飛兆半導(dǎo)體生產(chǎn)的汽車用 高功率混合微型電路1968為集成電路開(kāi)發(fā)的硅柵技術(shù)費(fèi)德里克 法格(Federico Faggin )和湯姆 克萊(Tom Klein )利用硅柵結(jié)構(gòu)(取代了金屬柵)改進(jìn)了 MOS集成電路的可靠性，速度和封裝集成度。法格設(shè)計(jì)了第一個(gè)商用硅柵集成電路(飛兆3708 )。196

30、9 肖特基勢(shì)壘二極管讓TTL存儲(chǔ)器的速度加倍設(shè)計(jì)方法的創(chuàng)新改進(jìn)了標(biāo)準(zhǔn)的64位TTL隨機(jī)存儲(chǔ)器速度和低功耗。它很快被應(yīng)用到新的雙極型邏輯和存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)中。1970 MOS動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM )與磁芯存儲(chǔ)器價(jià)格相近英特爾的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器i1103開(kāi)啟了半導(dǎo)體對(duì)用于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的磁芯存儲(chǔ)器的挑戰(zhàn)。1971微處理器將 CPU功能濃縮進(jìn)單個(gè)芯片為了減少運(yùn)算器設(shè)計(jì)需要的芯片數(shù)，英特爾工程師創(chuàng)造了第一個(gè)單片微處理器 (CPU), i4004。1974 數(shù)字顯示式手表是第一塊片上系統(tǒng)(SoC )集成電路用于液晶顯示數(shù)字手表的集成電路是第一塊集成整個(gè)電子系統(tǒng)到單個(gè)硅片上 的產(chǎn)品(SoC)。1978(可

31、程序化行列邏輯單片存儲(chǔ)器公司的約翰比克納 定義邏輯功能，他們研發(fā)了易用的可編程行列邏輯)用戶可編程邏輯器件誕生(John Birkner )和H. T. Chua 為能讓客戶快速(PAL)器件和軟件工具。1979 單片數(shù)字信號(hào)處理器誕生貝爾實(shí)驗(yàn)室的單片DSP-1數(shù)字信號(hào)處理器器件結(jié)構(gòu)使電子開(kāi)關(guān)系統(tǒng)更加完善。德州儀器研發(fā)了可編程的DSP。u<資料來(lái)源：美國(guó)半導(dǎo)體生產(chǎn)商協(xié)會(huì)(SIA)semisemiSEMICOKChina2008戈登摩爾，英特爾公司共同創(chuàng)始人Courtesy of: Intel Corporation(i4004)處理器 處理器1950s19601963)197119781

32、98919992000200714162,30029,0001,200,0009,500,00042,000,000410,000,000一個(gè)芯片上可放置多少個(gè)晶體管? 晶體管第一款集成電路芯片TTL集成電路芯片： 第一款英特爾芯片英特爾？ 8086英特爾? i486英特爾？奔騰? III英特爾？奔騰? 4英特爾？ Penryn1975年，己加入Intel的戈登 摩爾(Gordon Moore )對(duì)他自己提出的摩爾定律"做了一次修改并指出芯片上集成的晶體管數(shù)量將每?jī)赡攴环?。世界集成電路發(fā)展歷史World IC In dustrial History Review摩爾定律”預(yù)言未來(lái)集成電路的發(fā)展19651965年飛兆半導(dǎo)體研發(fā)總監(jiān)戈登摩爾(Gordon Moor