电子技术的发展历史与现状.ppt

********************************集成电路芯片是微电子技术的结晶，它们是计算机和通信设备的核心。先进的微电子技术→→高集成度芯片→→高性能的计算机→→利用计算机进行集成电路的设计、生产过程控制及自动测试，又能制造出性能高、成本更低的集成电路芯片。集成电路是现代信息产业和信息社会的基础集成电路是改造和提升传统产业的核心技术：2000年世界半导体产值达2000亿美元，电子信息产品市场总额超过1万亿美元。据预测：未来十年内世界半导体的年平均增长率将达15%以上，2010年全世界半导体的年销售额可达到6000~8000亿美元，将支持4~5万亿美元的电子装备市场。总结第32页,共58页，星期六，2024年，5月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。第33页,共58页，星期六，2024年，5月硅衬底晶圆芯片硅平面工艺剔除、分类集成电路封装成品成品测试集成电路的制造材料：主要是硅，也可以是化合物半导体如砷化镓。400多道工序第34页,共58页，星期六，2024年，5月（三）IC卡几乎每个人每天都与IC卡打交道，例如我们的身份证、手机SIM卡、交通卡、饭卡等等，什么是IC卡？它有哪些类型和用途？工作原理大致是怎样的？IC卡(chipcard、smartcard)，又称为集成电路卡，它是把集成电路芯片密封在塑料卡基片内，使其成为能存储信息、处理和传递数据的载体特点：存储信息量大必威体育官网网址性能强可以防止伪造和窃用抗干扰能力强可靠性高应用举例：作为电子证件，记录持卡人的信息，用作身份识别（如身份证、考勤卡、医疗卡、住房卡等）作为电子钱包（如电话卡、公交卡、加油卡等）1.什么昌IC卡？第35页,共58页，星期六，2024年，5月存储器卡：封装的集成电路为存储器，信息可长期保存，也可通过读卡器改写。结构简单，使用方便。用于安全性要求不高的场合，如电话卡、水电费卡、公交卡、医疗卡等 （带加密逻辑的存储器卡增加了加密电路）CPU卡：封装的集成电路为中央处理器（CPU）和存储器，还配有芯片操作系统(ChipOperatingSystem)，处理能力强，必威体育官网网址性更好，常用作证件和信用卡使用。手机中使用的SIM卡就是一种特殊的CPU卡。2.IC卡的类型(按芯片分类)（三）IC卡第36页,共58页，星期六，2024年，5月2.IC卡的类型(按使用方式分类)接触式IC卡(如电话IC卡)表面有方型镀金接口，共8个或6个镀金触点。使用时必须将IC卡插入读卡机，通过金属触点传输数据。用于信息量大、读写操作比较复杂的场合,但易磨损、怕脏、寿命短非接触式IC卡(射频卡、感应卡)采用电磁感应方式无线传输数据，解决了无源（卡中无电源）和免接触问题操作方便，快捷，采用全密封胶固化，防水、防污，使用寿命长用于读写信息较简单的场合，如身份验证等接触式IC卡接触式IC卡的结构非接触式IC卡（三）IC卡第37页,共58页，星期六，2024年，5月集成电路的工作速度主要取决于晶体管的尺寸。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，相同面积的晶片可容纳的晶体管数目就越多。所以从集成电路问世以来，人们就一直在缩小晶体管、电阻、电容、连接线的尺寸上下功夫。第38页,共58页，星期六，2024年，5月IC集成度提高的规律(Moore定律)：单块集成电路的集成度平均每18个月翻一番(GordonE.Moore,1965年)第39页,共58页，星期六，2024年，5月IC技术发展——增大晶圆面积增大硅晶圆的面积：使每块晶圆能生产更多的芯片比如，使用0.13微米的工艺在200mm的晶圆上可以生产大约179个处理器核心，而使用同样工艺在300mm的晶圆可以制造大约427个处理器核心，而实际成本提高不多第40页,共58页，星期六，2024年，5月IC技术发展——减小蚀刻尺寸减小蚀刻尺寸，缩小晶体管、电阻、电容和连线的尺寸尺寸越小，开关速度越快，性能越高相同面积晶片可容纳的晶体管数目就越多，成本越低8086的蚀刻尺寸为3μmPentium的蚀刻尺寸是0.80μmPentium4的蚀刻尺寸当前是0.09μm（90纳米）酷睿2双核的蚀刻尺寸为0.065μm（65纳米）酷睿2