集成電路發(fā)展史

集成電路發(fā)展史集成電路對(duì)一般人來(lái)說(shuō)也許會(huì)有陌生感，但其實(shí)我們和它打交道的機(jī)會(huì)很多。計(jì)算機(jī)、電視機(jī)、手機(jī)、網(wǎng)站、取款機(jī)等等，數(shù)不勝數(shù)。除此之外在航空航天、星際飛行、醫(yī)療衛(wèi)生、交通運(yùn)輸、武器裝備等許多領(lǐng)域，幾乎都離不開(kāi)集成電路的應(yīng)用，當(dāng)今世界，說(shuō)它無(wú)孔不入并不過(guò)分。在當(dāng)今這信息化的社會(huì)中,集成電路已成為各行各業(yè)實(shí)現(xiàn)信息化、智能化的基礎(chǔ)。無(wú)論是在軍事還是民用上,它已起著不可替代的作用。1集成電路概述所謂集成電路（IC）,就是在一塊極小的硅單晶片上，利用半導(dǎo)體工藝制作上許多晶體二極管、三極管及電阻、電容等元件，并連接成完成特定電子技術(shù)功能的電子電路。從外觀上看，它已成為一個(gè)不可分割的完整器件，集成電路在體積、重量、耗電、壽命、可靠性及電性能方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于晶體管元件組成的電路，目前為止已廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備、儀器儀表及電視機(jī)、錄像機(jī)等電子設(shè)備中。[1]2集成電路發(fā)展及其影響2.1集成電路的發(fā)展集成電路的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，以下以時(shí)間順序，簡(jiǎn)述一下它的發(fā)展過(guò)程。1906年，第一個(gè)電子管誕生；1912年前后，電子管的制作日趨成熟引發(fā)了無(wú)線電技術(shù)的發(fā)展；1918年前后，逐步發(fā)現(xiàn)了半導(dǎo)體材料；1920年，發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體材料所具有的光敏特性；1932年前后，運(yùn)用量子學(xué)說(shuō)建立了能帶理論研究半導(dǎo)體現(xiàn)象；1956年，硅臺(tái)面晶體管問(wèn)世；1960年12月，世界上第一塊硅集成電路制造成功；1966年，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室使用比較完善的硅外延平面工藝制造成第一塊公認(rèn)的大規(guī)模集成電路。[習(xí)1988年：16MDRAM問(wèn)世，1平方厘米大小的硅片上集成有3500萬(wàn)個(gè)晶體管，標(biāo)志著進(jìn)入超大規(guī)模集成電路階段的更高階段。1997年：300MHz奔騰II問(wèn)世，采用0.25仇m工藝，奔騰系列芯片的推出讓計(jì)算機(jī)的發(fā)展如虎添翼， 發(fā)展速度讓人驚嘆。2009年：intel酷睿i系列全新推出，創(chuàng)紀(jì)錄采用了領(lǐng)先的32納米工藝，并且下一代22納米工藝正在研發(fā)。集成電路制作工藝的日益成熟和各集成電路廠商的不斷競(jìng)爭(zhēng)，使集成電路發(fā)揮了它更大的功能，更好的服務(wù)于社會(huì)。由此集成電路從產(chǎn)生到成熟大致經(jīng)歷了如下過(guò)程：⑶電子管 晶體管 集成電路 超大規(guī)模集成電路2.1.1集成電路的前 電子管、晶體管電子管，是一種在氣密性封閉容器中產(chǎn)生電流傳導(dǎo)，利用電場(chǎng)對(duì)真空中的電子流的作用以獲得信號(hào)放大或振蕩的電子器件。由于電子管體積大、功耗大、發(fā)熱厲害、壽命短、電源利用效率低、結(jié)構(gòu)脆弱而且需要高壓電源的缺點(diǎn)，很快就不適合發(fā)展的需求，被淘汰的命運(yùn)就沒(méi)躲過(guò)。 ⑷晶體管，是一種固體半導(dǎo)體器件，可以用于檢波、整流、放大、開(kāi)關(guān)、穩(wěn)壓、信號(hào)調(diào)制和許多其它功能。晶體管很快就成為計(jì)算機(jī)“理想的神經(jīng)細(xì)胞”，從而得到廣泛的使用。雖然晶體管的功能比電子管大了很多，但由于電子信息技術(shù)的發(fā)展，晶體管也越來(lái)越不適合科技的發(fā)展，隨之出現(xiàn)的就是能力更強(qiáng)的集成電路了。[5]（圖1）老式電子管[6]（圖2）晶體管[7]2.1.2集成電路的誕生幾根零亂的電線將五個(gè)電子元件連接在一起，就形成了歷史上第一個(gè)集成電路。雖然它看起來(lái)并不美觀，但事實(shí)證明，其工作效能要比使用離散的部件要高得多。歷史上第一個(gè)集成電路出自杰克-基爾比之手。當(dāng)時(shí)，晶體管的發(fā)明彌補(bǔ)了電子管的不足，但工程師們很快又遇到了新的麻煩。為了制作和使用電子電路，工程師不得不親自手工組裝和連接各種分立元件，如晶體管、二極管、電容器等。其實(shí)，在20世紀(jì)50年代，許多工程師都想到了這種集成電路的概念。美國(guó)仙童公司聯(lián)合創(chuàng)始人羅伯特-諾伊斯就是其中之一。在基爾比研制出第一塊可使用的集成電路后，諾伊斯提出了一種“半導(dǎo)體設(shè)備與鉛結(jié)構(gòu)”模型。I960年，仙童公司制造出第一塊可以實(shí)際使用的單片集成電路。諾伊斯的方案最終成為集成電路大規(guī)模生產(chǎn)中的實(shí)用技術(shù)?；鶢柋群椭Z伊斯都被授予“美國(guó)國(guó)家科學(xué)獎(jiǎng)?wù)隆?。他們被公認(rèn)為集成電路共同發(fā)明者。⑻（圖3）第一個(gè)集成電路[9]以后，隨著集成電路芯片封裝技術(shù)的應(yīng)用，解決了集成電路免受外力或環(huán)境因素導(dǎo)致的破壞的問(wèn)題。集成電路芯片封裝是指利用膜技術(shù)及微細(xì)加工技術(shù)，將芯片及其他重要要素在框架或基板上布置、粘貼固定及連接，引出接線端子并通過(guò)可塑性絕緣介質(zhì)灌封固定，構(gòu)成整體立體結(jié)構(gòu)的工藝。這樣按電子設(shè)備整機(jī)要求機(jī)型連接和裝配，實(shí)現(xiàn)電子的、物理的功能，使之轉(zhuǎn)變?yōu)檫m用于整機(jī)或系統(tǒng)的形式，就大大加速了集成電路工藝的發(fā)展。[10]隨著電子技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展，超大規(guī)模集成電路應(yīng)運(yùn)而生。1967年出現(xiàn)了大規(guī)模集成電路，集成度迅速提高；1977年超大規(guī)模集成電路面世，一個(gè)硅晶片中已經(jīng)可以集成15萬(wàn)個(gè)以上的晶體管；1988年，16MDRAM問(wèn)世，1平方厘米大小的硅片上集成有3500萬(wàn)個(gè)晶體管，標(biāo)志著進(jìn)入超大規(guī)模集成電路（VLSI）階段；1997年，300MHz奔騰II問(wèn)世，采用0.25“m工藝，奔騰系列芯片的推出讓計(jì)算機(jī)的發(fā)展如虎添翼，發(fā)展速度讓人驚嘆，至此，超大規(guī)模集成電路的發(fā)展又到了一個(gè)新的高度。2009年，intel酷睿i系列全新推出，創(chuàng)紀(jì)錄采用了領(lǐng)先的32納米工藝,并且下一代22納米工藝正在研發(fā)。集成電路的集成度從小規(guī)模到大規(guī)模、再到超大規(guī)模的迅速發(fā)展，關(guān)鍵就在于集成電路的布圖設(shè)計(jì)水平的迅速提高，集成電路的布圖設(shè)計(jì)由此而日益復(fù)雜而精密。這些技術(shù)的發(fā)展，使得集成電路的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展的里程碑。相信隨著科技的發(fā)展，集成電路還會(huì)有更高的發(fā)展。[11]中國(guó)的集成電路產(chǎn)業(yè)起步于20世紀(jì)60年代中期，1976年，中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)研究所研制成功1000萬(wàn)次大型電子計(jì)算機(jī)所使用的電路為中國(guó)科學(xué)院109廠研制的ECL型電路；1986年，電子部提出“七五”期間，我國(guó)集成電路技術(shù)“531”發(fā)展戰(zhàn)略，即推進(jìn)5微米技術(shù)，開(kāi)發(fā)3微米技術(shù)，進(jìn)行1微米技術(shù)科技攻關(guān)；1995年，電子部提出“九五”集成電路發(fā)展戰(zhàn)略：以市場(chǎng)為導(dǎo)向，以CAD為突破口，產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合以我為主，開(kāi)展國(guó)際合作，強(qiáng)化投資；在2003年，中國(guó)半導(dǎo)體占世界半導(dǎo)體銷售額的9%,電子市場(chǎng)達(dá)到860億美元，中國(guó)成為世界第二大半導(dǎo)體市場(chǎng)，中國(guó)中高技術(shù)產(chǎn)品的需求將成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)新的增長(zhǎng)動(dòng)力。到現(xiàn)在已經(jīng)初具規(guī)模，形成了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、芯片制造、電路封裝共同發(fā)展的態(tài)勢(shì)。我們相信，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和對(duì)集成電路的重視程度的提高，我國(guó)集成電路事業(yè)也會(huì)有更大的發(fā)展！[12]2.2集成電路發(fā)展對(duì)世界經(jīng)濟(jì)的影響在上個(gè)世紀(jì)八十年代初期，消費(fèi)類電子產(chǎn)品（立體聲收音機(jī)、彩色電視機(jī)和盒式錄相機(jī)）是半導(dǎo)體需求的主要推動(dòng)力。從八十年代末開(kāi)始，個(gè)人計(jì)算機(jī)成為半導(dǎo)體需求強(qiáng)大的推動(dòng)力。至今，PC仍然推動(dòng)著半導(dǎo)體產(chǎn)品的需求。從九十年代至今，通信與計(jì)算機(jī)一起占領(lǐng)了世界半導(dǎo)體需求的2/3。其中，通信的增長(zhǎng)最快。信息技術(shù)正在改變我們的生活，影響著我們的工作。信息技術(shù)在提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的同時(shí)，已成為世界經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的新動(dòng)力。2004年，亞太地區(qū)已成為世界最大的半導(dǎo)體市場(chǎng)，其主要的推動(dòng)力是中國(guó)國(guó)內(nèi)需求的增長(zhǎng)和中國(guó)作為世界生產(chǎn)基地所帶來(lái)的快速增長(zhǎng)。電子終端產(chǎn)品的生產(chǎn)將不斷從日本和亞洲其他地區(qū)轉(zhuǎn)移到中國(guó)。[13]3集成電路分類按功能分按其功能不同可分為模擬集成電路和數(shù)字集成電路兩大類。前者用來(lái)產(chǎn)生、放大和處理各種模擬電信號(hào)；后者則用來(lái)產(chǎn)生、放大和處理各種數(shù)字電信號(hào)。所謂模擬信號(hào)，是指幅度隨時(shí)間連續(xù)變化的信號(hào)。例如，人對(duì)著話筒講話，話筒輸出的音頻電信號(hào)就是模擬信號(hào)，收音機(jī)、收錄機(jī)、音響設(shè)備及電視機(jī)中接收、放大的音頻信號(hào)、電視信號(hào)，也是模擬信號(hào)。所謂數(shù)字信號(hào)，是指在時(shí)間上和幅度上離散取值的信號(hào)，例如，電報(bào)電碼信號(hào)，按一下電鍵，產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)，而產(chǎn)生的電信號(hào)是不歡迎共閱連續(xù)的。這種不連續(xù)的電信號(hào)，一般叫做電脈沖或脈沖信號(hào)，計(jì)算機(jī)中運(yùn)行的信號(hào)是脈沖信號(hào)，但這些脈沖信號(hào)均代表著確切的數(shù)字，因而又叫做數(shù)字信號(hào)。在電子技術(shù)中，通常又把模擬信號(hào)以外的非連續(xù)變化的信號(hào)，統(tǒng)稱為數(shù)字信號(hào)。目前，在家電維修中或一般性電子制作中，所遇到的主要是模擬信號(hào)；那么，接觸最多的將是模擬集成電路。（圖4）模擬電路［14］（圖5）數(shù)字電路［15］按制作工藝分集成電路按其制作工藝不同，可分為半導(dǎo)體集成電路、膜集成電路和混合集成電路三類。半導(dǎo)體集成電路是采用半導(dǎo)體工藝技術(shù)，在硅基片上制作包括電阻、電容、三極管、二極管等元器件并具有某種電路功能的集成電路；膜集成電路是在玻璃或陶瓷片等絕緣物體上，以“膜”的形式制作電阻、電容等無(wú)源器件。無(wú)源元件的數(shù)值范圍可以作得很寬，精度可以作得很高。但目前的技術(shù)水平尚無(wú)法用“膜”的形式制作晶體二極管、三極管等有源器件，因而使膜集成電路的應(yīng)用范圍受到很大的限制。在實(shí)際應(yīng)用中，多半是在無(wú)源膜電路上外加半導(dǎo)體集成電路或分立元件的二極管、三極管等有源器件，使之構(gòu)成一個(gè)整體，這便是混合集成電路。根據(jù)膜的厚薄不同，膜集成電路又分為厚膜集成電路（膜厚為lym?10pm）和薄膜集成電路（膜厚為lym以下）兩種。在家電維修和一般性電子制作過(guò)程中遇到的主要是半導(dǎo)體集成電路、厚膜電路及少量的混合集成電路。（圖6）膜集成電路［16］（圖7）半導(dǎo)體集成電路［17］3.3按高低分按集成度高低不同，可分為小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路四類。對(duì)模擬集成電路，由于工藝要求較高、電路又較復(fù)雜，所以一般認(rèn)為集成50個(gè)以下元器件為小規(guī)模集成電路，集成50—100個(gè)元器件為中規(guī)模集成電路，集成100個(gè)以上的元器件為大規(guī)模集成電路；對(duì)數(shù)字集成電路，一般認(rèn)為集成1?10等效門/片或10?100個(gè)元件/片為小規(guī)模集成電路，集成10?100個(gè)等效門/片或100?1000元件/片為中規(guī)模集成電路，集成100?10,000個(gè)等效門/片或1000?100,000個(gè)元件/片為大規(guī)模集成電路，集成10,000以上個(gè)等效門/片或100,000以上個(gè)元件/片為超大規(guī)模集成電路。3.4按導(dǎo)電類型分按導(dǎo)電類型不同，分為雙極型集成電路和單極型集成電路兩類。前者頻率特性好，但功耗較大，而且制作工藝復(fù)雜，絕大多數(shù)模擬集成電路以及數(shù)字集成電路中的TTL、ECL、HTL、LSTTL、STTL型屬于這一類。后者工作速度低，但輸人阻抗高、功耗小、制作工藝簡(jiǎn)單、易于大規(guī)模集成，其主要產(chǎn)品為MOS型集成電路。MOS電路又分為NMOS、PMOS、CMOS型。（圖8）雙極型集成電路［18］（圖9）單極型集成電路［19］4集成電路應(yīng)用領(lǐng)域歡迎共閱4.1在計(jì)算機(jī)的應(yīng)用隨著集成了上千甚至上萬(wàn)個(gè)電子元件的大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，電子計(jì)算機(jī)發(fā)展進(jìn)入了第四代。第四代計(jì)算機(jī)的基本元件是大規(guī)模集成電路，甚至超大規(guī)模集成電路，集成度很高的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器替代了磁芯存儲(chǔ)器，運(yùn)算速度可達(dá)每秒幾百萬(wàn)次，甚至上億次基本運(yùn)算。［20］計(jì)算機(jī)主要部分幾乎都和集成電路有關(guān)，CPU、顯卡、主板、內(nèi)存、聲卡、網(wǎng)卡、光驅(qū)等等，無(wú)不與集成電路有關(guān)。并且專家通過(guò)最新技術(shù)把越來(lái)越多的元件集成到一塊集成電路板上，并使計(jì)算機(jī)擁有了更多功能，在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生許多新型計(jì)算機(jī)，如掌上電腦、指紋識(shí)別電腦、聲控計(jì)算機(jī)等等。隨著高新技術(shù)的發(fā)展必將會(huì)有越來(lái)越多的高新計(jì)算機(jī)出現(xiàn)在我們面前。（圖10）指紋識(shí)別鼠標(biāo)［21］（圖11）聲控計(jì)算機(jī)［22］4.2在通信上的應(yīng)用集成電路在通信中應(yīng)用廣泛，諸如通信衛(wèi)星，手機(jī)，雷達(dá)等，我國(guó)自主研發(fā)的“北斗”導(dǎo)航系統(tǒng)就是其中典型一例?！氨倍贰睂?dǎo)航系統(tǒng)是我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，與美國(guó)GPS、俄羅斯格羅納斯、歐盟伽利略系統(tǒng)并稱為全球4大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。它的研究成功，打破了衛(wèi)星定位導(dǎo)航應(yīng)用市場(chǎng)由國(guó)外GPS壟斷的局面。前不久，我國(guó)已成功發(fā)射了第二代北斗導(dǎo)航試驗(yàn)衛(wèi)星，未來(lái)將形成由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成的網(wǎng)絡(luò)，我國(guó)自主衛(wèi)星定位導(dǎo)航正在由試驗(yàn)向應(yīng)用快速發(fā)展。將替代“北斗”導(dǎo)航系統(tǒng)內(nèi)國(guó)外芯片的“領(lǐng)航一號(hào)”，還可廣泛應(yīng)用于海陸空交通運(yùn)輸、有線和無(wú)線通信、地質(zhì)勘探、資源調(diào)查、森林防火、醫(yī)療急救、海上搜救、精密測(cè)量、目標(biāo)監(jiān)控等領(lǐng)域。近年來(lái)，隨著高新技術(shù)的迅猛發(fā)展，雷達(dá)技術(shù)有了較大的發(fā)展空間,雷達(dá)與反雷達(dá)的相對(duì)平衡狀態(tài)不斷被打破。有源相控陣是近年來(lái)正在迅速發(fā)展的雷達(dá)新技術(shù)，它將成為提高雷達(dá)在惡劣電磁環(huán)境下對(duì)付快速、機(jī)動(dòng)及隱身目標(biāo)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。有源相控陣?yán)走_(dá)是集現(xiàn)代相控陣?yán)碚摗⒊笠?guī)模集成電路、高速計(jì)算機(jī)、先進(jìn)固態(tài)器件及光電子技術(shù)為一體的高新技術(shù)產(chǎn)物。［23］相比之下毫米波雷達(dá)具有導(dǎo)引精度高、抗干擾能力強(qiáng)、多普勒分辨率高、等離子體穿透能力強(qiáng)等特點(diǎn)；因此其廣泛的用于末制導(dǎo)、引信、工業(yè)、醫(yī)療等方面。無(wú)論是軍用還是民用，都對(duì)毫米波雷達(dá)技術(shù)有廣泛的需求，遠(yuǎn)程毫米波雷達(dá)在發(fā)展航天事業(yè)上有廣泛的應(yīng)用前景，是解決對(duì)遠(yuǎn)距離、多批、高速飛行的空間目標(biāo)的精細(xì)觀測(cè)和精確制導(dǎo)的關(guān)鍵手段?？梢灶A(yù)料各種戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)略應(yīng)用的毫米波雷達(dá)將逐漸增多。［24］（圖12）有源相控陣?yán)走_(dá)［25］（圖13）毫米波雷達(dá)［26］在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)醫(yī)療健康、生活質(zhì)量、疾病護(hù)理等方面提出了歡迎共閱越來(lái)越高的要求。同時(shí)，依托于高新領(lǐng)域電子技術(shù)的各種治療和監(jiān)護(hù)手段越來(lái)越先進(jìn)，也使得醫(yī)療產(chǎn)品突破了以往觀念的約束和限制，在信息化、微型化、實(shí)用化等方面得到了長(zhǎng)足發(fā)展。諸多專家從醫(yī)療健康領(lǐng)域的需求分析入手，從集成電路技術(shù)的角度對(duì)醫(yī)療健康領(lǐng)域的應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)（現(xiàn)狀和前景）做了大致的分析探討。[27]隨著集成電路越來(lái)越多的滲入現(xiàn)代醫(yī)學(xué)，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)有了長(zhǎng)足進(jìn)步。在醫(yī)學(xué)管理方面IC卡醫(yī)療儀器管理系統(tǒng)就是典型代表。IC卡醫(yī)療儀器管理系統(tǒng)集IC卡、監(jiān)控、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理于一體，憑卡檢查，電子自動(dòng)計(jì)時(shí)計(jì)次，可實(shí)現(xiàn)充值、打印，報(bào)表功能。系統(tǒng)性能穩(wěn)定，運(yùn)行可靠；控制醫(yī)療外部關(guān)鍵部位，不與醫(yī)療儀器內(nèi)部線路連接，不影響醫(yī)療儀器性能，不產(chǎn)生任何干擾；管理機(jī)與智能床有機(jī)結(jié)合，分析計(jì)次；影像系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別，有效解決病人復(fù)查問(wèn)題；輕松實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理，可隨時(shí)查閱檔案記錄，統(tǒng)計(jì)任意時(shí)間內(nèi)的就醫(yī)人數(shù)。（圖14）醫(yī)療儀器收費(fèi)管理系統(tǒng)[28]在健康應(yīng)用方面,臨時(shí)心臟起搏器作為治療各種病因?qū)е碌囊贿^(guò)性緩慢型心律失常及植入永久心臟起搏器前的過(guò)渡性治療，已廣泛應(yīng)用于臨床工作，技術(shù)成熟。在非心臟的外科手術(shù)患者中合并有心動(dòng)過(guò)緩及傳導(dǎo)阻滯者，在圍手術(shù)期可因?yàn)槁樽?、藥物及手術(shù)的影響，加重心動(dòng)過(guò)緩及傳導(dǎo)阻滯，增加了手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，限制了外科手術(shù)的開(kāi)展，而植入臨時(shí)心臟起搏器可有效解決上述問(wèn)題，增加此類患者圍手術(shù)期的安全性。[29]（圖15）心臟起搏器[30]磁振造影儀是一種新型醫(yī)療設(shè)備，對(duì)于治療許多疾病有它獨(dú)特的功效。磁振造影儀（MRI）是利用磁振造影的原理，將人體置于強(qiáng)大均勻的靜磁場(chǎng)中，透過(guò)特定的無(wú)線電波脈沖來(lái)改變區(qū)域磁場(chǎng)，藉此激發(fā)人體組織內(nèi)的氫原子核產(chǎn)生共振現(xiàn)象，而發(fā)生磁矩變化訊號(hào)。因?yàn)樯眢w中有不同的組織及成份，性質(zhì)也各異，所以會(huì)產(chǎn)生大小不同的訊號(hào)，再經(jīng)由計(jì)算機(jī)運(yùn)算及變換為影像，將人體的剖面組織構(gòu)造及病灶呈現(xiàn)為各種切面的斷層影像。身體幾乎任何部位皆可執(zhí)行MRI檢查，影像非常清晰與細(xì)膩，尤其是對(duì)軟組織的顯影，不是任何其它醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)所能比擬的。目前常用的MRI影像乃是依據(jù)各組織內(nèi)核磁共振訊號(hào)所建立的，氫是人體組織中最多的成份，因此MRI影像可診斷各種疾病，包括腦部癌病、水腫、血梗，神經(jīng)的脫鞘與脂肪不正常分布，鐵成份的沉積性疾病、出血，以及心肌不正常收縮等。MRI的優(yōu)點(diǎn)除了不須要侵入人體，即可得人體各種結(jié)構(gòu)組織之任意截面剖面圖，且可獲取其它眾多的物理參數(shù)信息，MRI檢查在國(guó)內(nèi)外十幾年來(lái)至今尚未發(fā)現(xiàn)對(duì)人體有任何副作用。[31]（圖16）磁振造影儀[32]4.4在生活中的應(yīng)用提到集成電路我們就不得不提到我們的日常生活，在我們生活中與集成電路有關(guān)的產(chǎn)品隨處可歡迎共閱見(jiàn)。手機(jī)、電視、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)等都與我們的生活關(guān)系越來(lái)越近。隨著技術(shù)的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，手機(jī)以其獨(dú)特的傳播功能，日益成為人們獲取信息、學(xué)習(xí)知識(shí)、交流思想的重要工具，成為文化傳播的重要平臺(tái)。目前，我國(guó)已有手機(jī)用戶5億多，形成以手機(jī)為載體的網(wǎng)站、報(bào)紙、出版物等新的文化。手機(jī)功能和手機(jī)款式也在不斷更新，以適應(yīng)現(xiàn)代人們生活的要求。各種各樣的手機(jī)接連問(wèn)世，從小靈通到具有攝像功能的高新手機(jī)，手機(jī)行業(yè)正在以驚人沖擊人們的思維和眼界。(圖17)全球首款剃須刀手機(jī)[33](圖18)光感變色手機(jī)[34](圖19)自動(dòng)充電手機(jī)[35]在科學(xué)技術(shù)與信息同步變革的社會(huì)發(fā)展過(guò)程中，電視傳播對(duì)整個(gè)社會(huì)的支配影響作用十分明顯。由于電視是一種變化多端的實(shí)踐、技巧和技術(shù)，于是家庭本身也變成了一種家庭技術(shù)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。正如電通過(guò)電視、電腦、電信技術(shù)與外部重新建立新的聯(lián)系一樣，電視重組了家庭的時(shí)間、空間、家庭閑暇和家庭角色。正因此，電視傳播逐步地融入了大眾生活，使人們生活方式和價(jià)值觀均發(fā)生了深刻的變化。伴隨著現(xiàn)代社會(huì)節(jié)奏的加快，外界娛樂(lè)費(fèi)用的增漲，電視傳播的普及，已經(jīng)為人們呆在家中提供了充足的理由和條件，足不出戶卻可以感受社會(huì)交談帶來(lái)的人際交際感覺(jué)。此外，電視傳播對(duì)于農(nóng)村家庭的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)的信息流通和大眾家庭的教育都有很大的作用，電視傳播也影響了家庭的裝修風(fēng)格與布局，由于電視裝置在家庭中占據(jù)空間的原因，出現(xiàn)了電視裝修墻以求美觀。5集成電路未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)及新技術(shù)5.1集成電路發(fā)展趨勢(shì)隨著集成方法學(xué)和微細(xì)加工技術(shù)的持續(xù)成熟和不斷發(fā)展，以及集成技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，集成電路的發(fā)展趨勢(shì)將呈現(xiàn)小型化、系統(tǒng)化和關(guān)聯(lián)性的態(tài)勢(shì)。[36][13]5.1.1器件特征尺寸不斷縮小自1965年以來(lái)，集成電路持續(xù)地按摩爾定律增長(zhǎng)，即集成電路中晶體管的數(shù)目每18個(gè)月增加一倍。每2?3年制造技術(shù)更新一代，這是基于柵長(zhǎng)不斷縮小的結(jié)果，器件柵長(zhǎng)的縮小又基本上依照等比例縮小的原則，同時(shí)促進(jìn)了其它工藝參數(shù)的提高。預(yù)計(jì)在未來(lái)的10?15年，摩爾定律仍將是集成電路發(fā)展所遵循的一條定律，按此規(guī)律，CMOS器件從亞半微米進(jìn)入納米時(shí)代，即器件的柵長(zhǎng)小于100nm轉(zhuǎn)到小于50nm的時(shí)間將在2010年前后。5.1.2系統(tǒng)集成芯片(SoC)隨著集成電路技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，不同類型的集成電路相互鑲嵌，已形成了各種嵌入式系統(tǒng)(EmbeddedSystem)和片上系統(tǒng)(SystemonChip即oC)技術(shù)。也就是說(shuō)，在實(shí)現(xiàn)從集成電路(IC)到系統(tǒng)集成(IS)的過(guò)渡中，可以將一個(gè)電子子系統(tǒng)或整個(gè)電子系統(tǒng)集成在一個(gè)芯片上，從而完成信息的加工與處理功能。SoC作為系統(tǒng)級(jí)集成電路，它可在單一芯片上實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、處理歡迎共閱和I/O等功能，它將數(shù)字電路、存儲(chǔ)器、MPU、MCU、DSP等集成在一塊芯片上，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的系統(tǒng)功能。SoC的制造主要涉及深亞微米技術(shù)、特殊電路的工藝兼容技術(shù)、設(shè)計(jì)方法的研究、嵌入式IP核設(shè)計(jì)技術(shù)、測(cè)試策略和可測(cè)性技術(shù)以及軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)和安全保密技術(shù)。SoC以IP復(fù)用為基礎(chǔ)，把已有優(yōu)化的子系統(tǒng)甚至系統(tǒng)級(jí)模塊納入到新的系統(tǒng)設(shè)計(jì)之中，從而實(shí)現(xiàn)集成電路設(shè)計(jì)能力的第4次飛躍，并必將導(dǎo)致又一次以系統(tǒng)芯片為特色的信息產(chǎn)業(yè)革命。5.1.3學(xué)科結(jié)合將帶動(dòng)關(guān)聯(lián)發(fā)展微細(xì)加工技術(shù)的不斷成熟和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，必將帶動(dòng)一系列交叉學(xué)科及其有關(guān)技術(shù)的發(fā)展，例如微電子機(jī)械系統(tǒng)、微光電系統(tǒng)、DNA芯片、二元光學(xué)、化學(xué)分析芯片以及作為電子科學(xué)和生物科學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物 生物芯片的研究開(kāi)發(fā)等，它們都將取得明顯進(jìn)展。5.1.4未來(lái)應(yīng)用應(yīng)用是集成電路產(chǎn)業(yè)鏈中不可或缺的重要環(huán)節(jié)，是集成電路最終進(jìn)入消費(fèi)者手中的必經(jīng)之途。除眾所周知的計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)、消費(fèi)類產(chǎn)品的應(yīng)用外，集成電路正在不斷開(kāi)拓新的應(yīng)用領(lǐng)域。諸如微機(jī)電系統(tǒng),微光機(jī)電系統(tǒng)、生物芯片(如DNA芯片)、超導(dǎo)等，這些創(chuàng)新的應(yīng)用領(lǐng)域正在形成新的產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)點(diǎn)。5.2集成電路發(fā)展新技術(shù)按目前情況預(yù)測(cè)，15年后，半導(dǎo)體上一個(gè)實(shí)體的柵長(zhǎng)將只有9nm，這就需要更微細(xì)且精確的技術(shù)突破，這首先會(huì)集中在生產(chǎn)材料的物理性質(zhì)以及工藝設(shè)計(jì)等能力上。而能否順利突破這些障礙，晶圓制造工藝能否達(dá)到更進(jìn)一步的微細(xì)化與精細(xì)化則是其關(guān)鍵，同時(shí)也對(duì)半導(dǎo)體工藝技術(shù)與后續(xù)的研發(fā)方向有著深遠(yuǎn)的影響。概括起來(lái)，其關(guān)鍵技術(shù)如下：?5.2.1無(wú)焊內(nèi)建層(Bumpless?Build-Up?Layer,?BBLIL)技術(shù)該技術(shù)能使CPIJ內(nèi)集成的晶體管數(shù)量達(dá)到10億個(gè)，并且在高達(dá)20GHz的主頻下運(yùn)行，從而使CPU達(dá)到每秒1億次的運(yùn)算速度。此外BBUL封裝技術(shù)還能在同一封裝中支持多個(gè)處理器,因此服務(wù)器的處理器可以在一個(gè)封裝中有2個(gè)內(nèi)核，從而比獨(dú)立封裝的雙處理器獲得更高的運(yùn)算速度。此外,BBUL封裝技術(shù)還