電子技術(shù)發(fā)展史

1、電子技術(shù)發(fā)展史姓名 學號 班級 指導(dǎo)教師 時間 電子技術(shù)發(fā)展史 提綱：1電子技術(shù)的發(fā)展里程碑2現(xiàn)階段電子技術(shù)的發(fā)展狀況3未來電子技術(shù)的發(fā)展趨勢電子技術(shù)的發(fā)展里程碑（一）電子管（1883年到1904年電子管問世）固然電子管的產(chǎn)生是必不可少的一步，但是其還是存在很多的缺點：十分笨重，能耗大、壽命短、噪聲大，制造工藝也十分復(fù)雜 （二）晶體管產(chǎn)生（1950-）為了解決這一問題科學家們不斷的嘗試在1948年 6月30日，貝爾實驗室首次在紐約向公眾展示了晶體管（肖克利、巴丁和布拉頓）。1948年11月，肖克利構(gòu)思出一種新型晶體管， 其結(jié)構(gòu)像“三明治”夾心面包那樣，把N型半導(dǎo)體夾在兩層P型半導(dǎo)體之間。由于當

2、時技術(shù)條件的限制，研究和實驗都十分 困難。直到1950年，人們才成功地制造出第一個PN結(jié)型晶體管。同電子管相比， 晶體管具有諸多優(yōu)越性： 晶體管的構(gòu)件是沒有消耗的，晶體管的壽命一般比電 子管長 100到1000倍 , 晶體管消耗電子極少，僅為電子管的十分之一或幾十分之一。 晶體管不需預(yù)熱，一開機就工作裝密度。晶體管結(jié)實可靠，比電子管可靠 100倍，耐沖擊、耐振動，這都是電子管所無法比擬的。 另外，晶體管的體積只有電子管的十分之一到百分之一，放熱很少，可用于設(shè)計小型、復(fù)雜、可靠的電路。晶體管的制造工藝雖然精密，但工序簡便，有利于提高元器件的安裝。可是單個晶體管的出現(xiàn)，仍然不能滿足電子技術(shù)飛速發(fā)展

3、的需要。隨著電子技術(shù)應(yīng)用的不斷推廣和電子產(chǎn)品發(fā)展的日趨復(fù)雜，電子設(shè)備中應(yīng)用的電 子器件越來越多怎樣將這些器件集成在一起呢？于是乎經(jīng)過科學家們的努力產(chǎn)生了集成電路。（三）集成電路（1959-）那么，什么是集成電路呢？集成電路是在一塊幾平方毫米的極其微小的半導(dǎo)體晶片上，將成千上萬的晶體管、電阻、電容、包括連接線做在一起。真正是立錐之地布千軍。它是材料、元件、晶體管三位一體的有機結(jié)合。 在晶體管技術(shù)基礎(chǔ)上迅速發(fā)展起來的集成電路，帶來了微電子技術(shù)的突飛猛進。微電子技術(shù)的不斷進步，極大降低了晶體管的成本，1958年美國德克薩斯儀器公司(TI)的一位工程師基爾比按照英國科學家達默提出的電路集成化的思想發(fā)明

4、了第一個集成電路(IC)開始，電子技術(shù)出現(xiàn)了劃時代的革命，隨著CMOS和雙極型集成電路的出現(xiàn)IC逐步成為現(xiàn)代電子技術(shù)和計算機發(fā)展的基礎(chǔ)從此以后，集成電路技術(shù)開始了長足的發(fā)展，同時幾乎所有的電子技術(shù)和計算機技術(shù)都開始了飛速的發(fā)展。 現(xiàn)階段電子技術(shù)的發(fā)展狀況主要是以下面三種技術(shù)為主：（一）數(shù)字信號處理器DSP (DigitalSignalProcessor）是在模擬信號變換成數(shù)字信號以后進行高速實時處理的專用處理器，其處理速度比最快的CPU還快1050倍。 隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，1982年世界上誕生了首枚DSP芯片。 這種DSP器件采用微米工藝NMOS技術(shù)制作，雖功耗和尺寸稍大

5、，但運算速度卻比MPU快了幾十倍，尤其在語音合成和編碼解碼器中得到了廣泛應(yīng)用 至80年代中期，隨著CMOS技術(shù)的進步與發(fā)展，第二代基于CMOS工藝的DSP芯片應(yīng)運而生，其存儲容量和運算速度都得到成倍提高，成為語音處理、圖像硬件處理技術(shù)的基礎(chǔ)。 80年代后期，第三代DSP芯片問世，運算速度進一步提高，其應(yīng)用于范圍逐步擴大到通信、計算機領(lǐng)域 現(xiàn)在的DSP屬于第五代產(chǎn)品，它與第四代相比，系統(tǒng)集成度更高，將DSP芯核及外圍元件綜合集成在單一芯片上。 （二）嵌入式系統(tǒng)ARM始于微型機時代的嵌入式應(yīng)用 按照上述嵌入式系統(tǒng)的定義，只要滿足定義中三要素的計算機系統(tǒng)，都可稱為嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)按形態(tài)可分為設(shè)

6、備級（工控機）、板級（單板、模塊）、芯片級（MCU、SoC） 技術(shù)發(fā)展方向是滿足嵌入式應(yīng)用要求，不斷擴展對象系統(tǒng)要求的外圍電路（如ADC、DAC、PWM、日歷時鐘、電源監(jiān)測、程序運行監(jiān)測電路等），形成滿足對象系統(tǒng)要求的應(yīng)用系統(tǒng)。 技術(shù)發(fā)展方向是滿足嵌入式應(yīng)用要求，不斷擴展對象系統(tǒng)要求的外圍電路（如ADC、DAC、PWM、日歷時鐘、電源監(jiān)測、程序運行監(jiān)測電路等），形成滿足對象系統(tǒng)要求的應(yīng)用系統(tǒng)。 （三）EDA技術(shù)EDA技術(shù)是在電子CAD技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的計算機軟件系統(tǒng)，是指以計算機為工作平臺，融合了應(yīng)用電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)的最新成果，進行電子產(chǎn)品的自動設(shè)計。 (1) 七十

7、年代為CAD階段，這一階段人們開始用計算機輔助進行IC版圖編輯和PCB布局布 線，取代了手工操作，產(chǎn)生了計算機輔助設(shè)計的概念。 (2)八十年代為CAE階段，與CAD相比，除了純粹的圖形繪制功能外，又增加了電路功能設(shè) 計和結(jié)構(gòu)設(shè)計，并且通過電氣連接網(wǎng)絡(luò)表將兩者結(jié)合在一起，以實現(xiàn)工程設(shè)計，這就是計算機輔助 工程的概念。(3)九十年代為ESDA階段。盡管CAD/CAE技術(shù)取得了巨大的成功，但并沒有把人從繁重的 設(shè)計工作中徹底解放出來。可編程邏輯器件自七十年代以來，經(jīng)歷了PAL、GAL、CPLD、FPGA幾個發(fā)展階段，其中 CPLD/FPGA屬高密度可編程邏輯器件，目前集成度已高達200萬門/片，它將

8、掩膜ASIC集成度高的 優(yōu)點和可編程邏輯器件設(shè)計生產(chǎn)方便的特點結(jié)合在一起，特別適合于樣品研制或小批量產(chǎn)品開發(fā)， 使產(chǎn)品能以最快的速度上市，而當市場擴大時，它可以很容易的轉(zhuǎn)由掩膜ASIC實現(xiàn)，因此開發(fā)風 險也大為降低。 ASIC設(shè)計 - 現(xiàn)代電子產(chǎn)品的復(fù)雜度日益加深，一個電子系統(tǒng)可能由數(shù)萬個中小規(guī)模集成電路構(gòu) 成，這就帶來了體積大、功耗大、可靠性差的問題，解決這一問題的有效方法就是采用ASIC (Application Specific Integrated Circuits)芯片進行設(shè)計。 ASIC按照設(shè)計方法的不同可分 為：全定制ASIC，半定制ASIC，可編程ASIC（也稱為可編程邏輯器件

9、）。 可編程邏輯器件自七十年代以來，經(jīng)歷了PAL、GAL、CPLD、FPGA幾個發(fā)展階段，其中 CPLD/FPGA屬高密度可編程邏輯器件，目前集成度已高達200萬門/片，它將掩膜ASIC集成度高的 優(yōu)點和可編程邏輯器件設(shè)計生產(chǎn)方便的特點結(jié)合在一起，特別適合于樣品研制或小批量產(chǎn)品開發(fā)， 使產(chǎn)品能以最快的速度上市，而當市場擴大時，它可以很容易的轉(zhuǎn)由掩膜ASIC實現(xiàn)，因此開發(fā)風 險也大為降低。 硬件描述語言 - 硬件描述語言（HDL-Hardware Description Language）是一種用于設(shè)計硬件電子系統(tǒng)的計算機語言，它用軟件編程的方式來描述電子系統(tǒng)的邏輯功能、電路結(jié)構(gòu)和連接形式，與傳

10、統(tǒng)的門級描述方式相比，它更適合大規(guī)模系統(tǒng)的設(shè)計未來電子技術(shù)的發(fā)展趨勢（2010-2050）： 微電子技術(shù)在上個世紀得到了飛速的發(fā)展，但是還是有很多值得我們繼續(xù)去探討的問題SoC正在逐步的發(fā)展，臟MS和微電子的技術(shù)也在逐步的融合，相信微電子工藝也會得到進一步的提高，有人說過，過去的30年和未來的30年都將是微電子的時代。參考文獻：1淺析電子技術(shù)的展望 彭海軍 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用-2010年6期附文獻：2集成電路技術(shù)發(fā)展龍小毅中國工程物理研究院電子工程研究所摘要：微電子技術(shù)從上個世紀60年代開始發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)成為推動電子技術(shù)發(fā)展的最重要的基礎(chǔ)和推動力本文回顧了微電子技術(shù)的發(fā)展過程，并對其未來的發(fā)展做了

11、初步的展望，并結(jié)合微電子的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)做了分析關(guān)鍵詞：微電子，集成電路，版圖工藝一、引言20世紀是電子信息技術(shù)蓬勃發(fā)展的一個世紀，也是第3次工業(yè)革命的主要內(nèi)容。在這個世紀里，電子信息技術(shù)經(jīng)歷了發(fā)展，壯大，輝煌的過程。在這個世紀里，計算機系統(tǒng)，數(shù)字處理技術(shù)，集成電路技術(shù)都得到了長足的發(fā)展。但是真正支持信息技術(shù)最重要的就是集成電路技術(shù)，它是構(gòu)成整個信息技術(shù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)集成電路技術(shù)的發(fā)展史其實也就是信息技術(shù)的發(fā)展史，曾有人說過，21世紀誰掌握了最先進的集成電路技術(shù)，誰就將成為電子信息的領(lǐng)頭羊。所以，研究集成電路的發(fā)展歷程和未來發(fā)展趨勢是很有必要的。二、集成電路發(fā)展歷史集成電路技術(shù)是通過一系列特定的加工

12、工藝，將品體管、二極管等有源器件和電阻、電容等無源器件，按照一定的電路互連，“集成”在一塊半導(dǎo)體單品片上，執(zhí)行特定電路或系統(tǒng)功能。將系統(tǒng)，電路，元件和器件集成到一塊小小的芯片上面。這就形成了以固體物理學，工藝學和電子學交叉的學科一微電子學。微電子學以固體物理學為基礎(chǔ)，版圖工藝和電子設(shè)計是在現(xiàn)有材料的基礎(chǔ)上進行的電路實現(xiàn)。由于設(shè)計出來的電路性能和工藝有相當緊密的聯(lián)系，并且工藝越先進，設(shè)計出來的電路所占用的面積就越小，集成度也就越高，所以微電子電路設(shè)計的發(fā)展始終是圍繞著微電子工藝的發(fā)展的。而微電子學的基礎(chǔ)就是集成電路技術(shù)。從1958年美國德克薩斯儀器公司(TI)的一位工程師基爾比按照英國科學家達默

13、提出的電路集成化的思想發(fā)明了第一個集成電路(IC)開始，電子技術(shù)出現(xiàn)了劃時代的革命，隨著CMOS和雙極型集成電路的出現(xiàn)IC逐步成為現(xiàn)代電子技術(shù)和計算機發(fā)展的基礎(chǔ)從此以后，集成電路技術(shù)開始了長足的發(fā)展，同時幾乎所有的電子技術(shù)和計算機技術(shù)都開始了飛速的發(fā)展。1959年，德克薩斯儀器公司首先宣布建成1叢界上第一條集成電路生產(chǎn)線。1962年，世界上出現(xiàn)了第一塊集成電路正式商品，這預(yù)示著微電子技術(shù)開始正式出現(xiàn)在電子技術(shù)的舞臺上，并將逐漸推動著電子技術(shù)的發(fā)展。早期的典型硅：占片工藝為125毫米，經(jīng)過40年的發(fā)展，工藝水平經(jīng)過了05微米，035微米，到現(xiàn)在的亞微米級，工藝得到了翻天覆地的改變。同時，集成度也

14、有了質(zhì)的飛躍，60年代初，國際上出現(xiàn)的集成電路產(chǎn)品，每個硅片上的元件數(shù)在100個左右，人們稱作是小規(guī)模集成電路：1967所已達到1000個品體管，這標志著大規(guī)模集成階段的開端；到1976年，發(fā)展到一個芯片上可集成1萬多個品體管：進入80年代以來，一塊硅片上有幾萬個晶體管的大規(guī)模集成電路已經(jīng)很普遍了。并且正在超大規(guī)模集成電路發(fā)展。如今，已出現(xiàn)屬于第五代的產(chǎn)品，在不到50平方毫米的硅芯片上集成的晶體管數(shù)激增到200萬只以上。隨著這些工藝和集成度的改變，集成電路系統(tǒng)設(shè)計理念也得到了很大的轉(zhuǎn)變，“電路集成到系統(tǒng)集成”也就是IC產(chǎn)品從小規(guī)模集成電路(SSI)發(fā)展到現(xiàn)在的超大規(guī)模集成電路(ULSI)，甚至

15、片上系統(tǒng)(SoC)的最好總結(jié)，也就是說電路產(chǎn)品經(jīng)歷了從板上系統(tǒng)到片上系統(tǒng)過程，越來越多的技術(shù)把以前的分離元件的電路設(shè)計到了一塊芯片上面，從而達到了很好的系統(tǒng)集成，由于a140S工藝的獨特優(yōu)越性，系統(tǒng)的性能也得到了很好的提升相相似文相似文獻學位論文 胡世蓉 美國微電子技術(shù)與創(chuàng)新 2006美國微電子技術(shù)一直居于全球主導(dǎo)地位，從貝爾實驗室發(fā)明晶體管以來，幾十年的技術(shù)進步得以迅速應(yīng)用，新技術(shù)新產(chǎn)品的開發(fā)又形成新的市場，技術(shù)推動與市場拉動共同創(chuàng)造了極其繁榮的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)。電子的發(fā)現(xiàn)，激發(fā)了研究電的興趣。實驗物理學家和理論物理學家分別在不同的領(lǐng)域突飛猛進。真空管利用電子的性質(zhì)得以單向?qū)щ?，成為晶體檢波器的前身。由于量子力學的巨大影響，對金屬內(nèi)部電子行為的描述發(fā)生了很大變化。物理學家開始認識到了一類新的物質(zhì)半導(dǎo)體，這一時期興起的固體物理學由于猶太科學家的流亡轉(zhuǎn)移到美國。貝爾實驗室在半導(dǎo)體檢波器生產(chǎn)中占據(jù)領(lǐng)先優(yōu)勢，組建的半導(dǎo)體研究小組物理學家、物理化學家、工程師們通力合作，