微电子技术简介12.ppt

1.2　微电子技术简介 1.2.1 微电子技术与集成电路 1.2.微电子技术简介 1.2.1 微电子技术与集成电路 1.2.1 微电子技术与集成电路 1.2.1 微电子技术与集成电路 电子线路使用的基础元件的演变： 1.2.1 微电子技术与集成电路 电子线路使用的基础元件的演变： 1.2.1 微电子技术与集成电路 电子线路使用的基础元件的演变： 1.2.1 微电子技术与集成电路 电子线路使用的基础元件的演变： 1.2.1 微电子技术与集成电路 电子线路使用的基础元件的演变 什么是集成电路？ 集成电路 (Integrated Circuit，简称 IC ） 什么是集成电路？ 1.2.1 微电子技术与集成电路 集成电路 集成电路的分类 按集成度（芯片中包含的元器件数目）分 集成电路的分类 集成电路的集成对象 集成电路的分类 按晶体管结构、电路和工艺分 集成电路的分类 按它们的用途可分为： 1.2.1 微电子技术与集成电路 集成电路的分类 1.2.1 微电子技术与集成电路 集成电路芯片是微电子技术的结晶，是计算机的核心 1.2.2 集成电路的制造(选学) 集成电路的制造工序繁多，从原料熔炼开始到最终产品包装大约需要400多道工序，工艺复杂且技术难度非常高，有一系列的关键技术。许多工序必须在恒温、恒湿、超洁净的无尘厂房内完成。 目前兴建一个有两条生产线能加工8英寸晶圆的集成电路工厂需投资人民币10亿元以上 1.2.2 集成电路的制造 硅衬底 硅衬底 硅平面工艺、晶圆 剔除分类 封装 —1 封装 — 2 封装 — 3 封装 — 4 封装 — 5 成品测试 介绍集成电路制造过程的网站： 1.2.3. 集成电路的发展趋势 1.2.3. 集成电路的发展趋势 集成电路特点： 1.2.3. 集成电路的发展趋势 Intel公司微处理器集成度的发展 集成电路技术的发展趋势 问题与出路 纳米技术 集成光学技术 * * 阅读文献： 1.2.4 IC 卡 IC 卡：集成电路卡（chip card、smart card） IC分类 IC从功能上分为三类： IC分类 IC从功能上分为三类： 1.2.4 IC 卡 IC 卡按使用方式可分为两种： 非接触式IC卡的工作原理（选学） 非接触式IC卡在身份证中的使用 第二代身份证使用非接触式CPU卡，可实现“电子防伪”和“数字管理”两大功能 ： 电子防伪措施：个人数据和人脸图像经过加密后存储在芯片中，需要时可通过非接触式读卡器读出进行验证。需要时还可以将人体生物特征如指纹等保存在芯片中，以进一步提高防伪性能 数字管理功能： 存储器能储存多达几兆字节的信息，采用分区存储，按不同安全等级授权读写 采用数据库和网络技术，实现全国联网快速查询和身份识别，将使二代证在公共安全、社会管理、电子政务、电子商务等方面发挥重要作用 1.2.4 IC 卡 射频卡的工作原理 集成电路的工作速度: 主要取决于 组成逻辑门电路的晶体管的尺寸。晶体管的尺寸越小，其极限工作频率越高，门电路的开关速度就越快。 芯片上电路元件的线条越细，相同面积的晶片可容纳的晶体管就越多，功能就越强，速度也越快。 随着微米、亚微米量级的微细加工技术的采用和硅抛光片面积的增大，集成电路的规模越来越大 。 Moore定律 单块集成电路的集成度平均每18～24个月翻一番 ——Gordon E.Moore,1965年 Intel公司创始人 体积小、重量轻、可靠性高。 按电子器件的比例缩小法则，集成电路的工作速度主要取决于组成逻辑门电路的晶体管的尺寸。芯片上电路元件的线条越细，相同面积的晶片可容纳的晶体管就越多。提高集成度，关键在缩小逻辑门电路面积。 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 1,000 10,000 100,000 1,000,000 10,000,000 100,000,000 4004 8008 8080 8086 80286 80386 80486 Pentium Pentium II Pentium III Pentium 4 晶体管数 2010年达到18英寸晶圆和0.070.05μm工艺水平 183 130 90 功耗（w） 3350 957 700 引脚数目 18 16 14 12 12 晶圆直径(英寸) 10 9 8 7 6 连线层数 901 468 390 340 340 面积(mm2) 10 2.655 2.0 1.6 1.2 时钟频率(GHz) 3500 539 135 47.6 23.8 晶体管(M) 0.014 0.06 0.09 0.13 0.18 工艺(μm) 2014 2008 2004 2001 1999 出路： 在