回顾和展望MOS集成电路的发展(pdf4).pdfVIP

维普资讯 回顾和展望MOS集成电路的发展 7 卉 …结M。…触 ……戡～…… … 结 ， … 路设计的不断改进对 VLSI发展的重要作用 煳 一 或琳DRA元 照 以MOSVLSI为代表的微 电子技术给人们 于其 电路复杂性远远超过存储器，因此集成度不 的工作和生活带来了巨大的变革，特别是现在 像存储器那样容易提高，但其发展速度也是相当 发展到信息时代，微 电子技术更是必不可少的 惊人的。1971年第一块微处理器芯片 Intel4004 关键技术之一。自80年代以来，全球微电子工 诞生．集成度约2．3K，到 1993年 Intel公司已研 业的产 品迅速增长．每年平均约增长 15％， 制出pentium微处理器芯片，用 0_8m BiCMOS 1994年的增长率 已超过 25％，销售额首次突破 工艺，集成度达到3．1M。1996年，Intd公司正 1000亿美元大关，达到 1097亿美元，预计到 式推出了多能奔腾芯片，采用 0．35~an工艺，集 2000年将超过 2000亿美元。微电子产品正在 成了450万个晶体营，主频达到 200MHz。 日本 向着高性能化、高智能化、低 电压化和微型化方 NEC研制的 32位 RISC微处理器，采用 0．4m 向不断发展。 特征尺寸，3层金属布线的CMO8工艺，主频达 到500MHz，是 目前速度最快的处理器。预计到 1 M0svLsI的发展速度 2001年，微处理器的集成度将达到 100M．处理 存储器和微处理器是 MOSVLSI的两大典 速度达到每秒2G次。 型代表产品，它们的发展标志着微 电子技术的 半定制的ASIC产品发展也非常迅速，主 发展水平。集成度的增长是衡量 VLSI发展的 要采用门阵列和标准单元设计方法。工艺是以 一 个重要标志。集成度的增长基本遵循摩尔定 CMOS为主。在集成规模上 已达到百万门级， 律。进入80年代以后，MOS存储器的集成度 预计 2001年达到 5M f7／片．2007年将达到 以每3年 4倍的速度增长，人们把这个增长规 20M 门级。表 1总结了MOSVLSI的发展及对 律叫作新的摩尔定律。在80年代中期，开始研 未来的预测。 制出兆位级 DRAM 芯片，到 1995年已研制出 2 工艺技术的提高是MOSVLSI 1GbDRAM．NEC采用 0．25t~m工艺，开发出面 发展的基础 积为936mmz，共集成 了 1l亿个晶体管和 1l 亿个电容的芯片。目前生产水平是 64Mb，预 VLSI能够得到如此迅速的发展，是以集 计到2000年 1GbDRAM 将投入生产，到2007 成电路制造工艺的进步为基础 。由于工艺技术 年将出现 16GbDRAM，到2031年将做到 ITb 的提高，使特征尺寸不断减小，芯片面积不断增 (TER bit)，到 2051年可能做到 1Pb(PETA 大。80年代中期GHeilmeier总结了前 10年 bit)的存储器。人脑的记忆容量约0．1PETA， 的发展指出，特征尺寸大约每年减小 u％，而 也就是说 50多年后将会出现记忆容量超过人 芯片面积大约每年增长 19％。从表 1也可以 脑的存储元件 。 看出特征尺寸减小和芯片面积增大的趋势。现 随机逻辑电路集成度增长速度 比