集成電路發(fā)展概說(shuō)

.,1,集成電路發(fā)展概說(shuō),姚若河,.,2,微電子技術(shù)發(fā)展的簡(jiǎn)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(jiǎn)要回顧ICIntegratedcircuit集成電路是指通過(guò)一系列特定的加工工藝，將多個(gè)晶體管、二極管等有源器件和電阻、電容等無(wú)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(gè)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(gè)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(jiǎng)。,.,5,.,6,.,7,.,8,1833年美國(guó)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(dòng)勢(shì)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(shí)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(gè)晶體管。1952年5月美國(guó)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(gè)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(guò)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(zhǎng)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(jì)IC制造IC封裝及測(cè)試,.,18,1IC設(shè)計(jì)：最初的物理版圖設(shè)計(jì)入手集成電路單元庫(kù)IP核,行為設(shè)計(jì)電路的功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邏輯和電路物理設(shè)計(jì)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(jiàn)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(jì)與生產(chǎn)制造分開(kāi)。90年代，第三次分工：設(shè)計(jì)的分工。系統(tǒng)芯片集成公司和IP提供與設(shè)計(jì)公司。封裝產(chǎn)業(yè)是第二次分工時(shí)獨(dú)立出來(lái)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(cè)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(jí)封裝,.,43,系統(tǒng)級(jí)封裝示意圖,.,44,系統(tǒng)級(jí)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(wèn)題，多層互連：電磁兼容、熱阻問(wèn)題。無(wú)鉛焊料-鉛的危害2003年2月13日，歐洲議會(huì)與歐洲部長(zhǎng)會(huì)議組織強(qiáng)制要求自2006年7月1日起，在歐洲市場(chǎng)商銷售的電子產(chǎn)品必須為無(wú)鉛產(chǎn)品。熔點(diǎn)，浸潤(rùn)性，電阻率，力學(xué)性能，抗疲勞性?？煽啃詥?wèn)題：錫須問(wèn)題,.,51,應(yīng)用舉例,.,52,1623年第一臺(tái)機(jī)械計(jì)算機(jī),.,53,1674年第一臺(tái)能連續(xù)運(yùn)算計(jì)算機(jī),.,54,