集成電路發(fā)展史

1、集成電路發(fā)展史姚連軍 120012009323 管理學(xué)院09財務(wù)管理蘇世勇 120012009222 管理學(xué)院09市場營銷 傅彩芬芬 1110011200090223 法法政學(xué)院院09公公共管理理類陳凱 1200012200990155 管理理學(xué)院009工商商管理集成電路對對一般人人來說也也許會有有陌生感感，但其其實我們們和它打打交道的的機(jī)會很很多。計計算機(jī)、電電視機(jī)、手手機(jī)、網(wǎng)網(wǎng)站、取取款機(jī)等等等，數(shù)數(shù)不勝數(shù)數(shù)。除此此之外在在航空航航天、星星際飛行行、醫(yī)療療衛(wèi)生、交交通運(yùn)輸輸、武器器裝備等等許多領(lǐng)領(lǐng)域，幾幾乎都離離不開集集成電路路的應(yīng)用用，當(dāng)今今世界，說說它無孔孔不入并并不過分分。在當(dāng)今這信

2、信息化的的社會中中,集成成電路已已成為各各行各業(yè)業(yè)實現(xiàn)信信息化、 智能化化的基礎(chǔ)礎(chǔ)。無論論是在軍軍事還是是民用上上,它已已起著不不可替代代的作用用。1 集成成電路概概述所謂集成電電路（IIC），就就是在一一塊極小小的硅單單晶片上上，利用用半導(dǎo)體體工藝制制作上許許多晶體體二極管管、三極極管及電電阻、電電容等元元件，并并連接成成完成特特定電子子技術(shù)功功能的電電子電路路。從外外觀上看看，它已已成為一一個不可可分割的的完整器器件，集集成電路路在體積積、重量量、耗電電、壽命命、可靠靠性及電電性能方方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于晶晶體管元元件組成成的電路路，目前前為止已已廣泛應(yīng)應(yīng)用于電電子設(shè)備備、儀器器儀表及及電視機(jī)機(jī)、

3、錄像像機(jī)等電電子設(shè)備備中。12 集成成電路發(fā)發(fā)展及其其影響2.1集成成電路的的發(fā)展集成電路的的發(fā)展經(jīng)經(jīng)歷了一一個漫長長的過程程，以下下以時間間順序，簡簡述一下下它的發(fā)發(fā)展過程程。19906年年，第一一個電子子管誕生生；19912年年前后，電電子管的的制作日日趨成熟熟引發(fā)了了無線電電技術(shù)的的發(fā)展；19118年前前后，逐逐步發(fā)現(xiàn)現(xiàn)了半導(dǎo)導(dǎo)體材料料；19920年年，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)半導(dǎo)體體材料所所具有的的光敏特特性；119322年前后后，運(yùn)用用量子學(xué)學(xué)說建立立了能帶帶理論研研究半導(dǎo)導(dǎo)體現(xiàn)象象；19956年年，硅臺臺面晶體體管問世世；19960年年12月月，世界界上第一一塊硅集集成電路路制造成成功；119666

4、年，美美國貝爾爾實驗室室使用比比較完善善的硅外外延平面面工藝制制造成第第一塊公公認(rèn)的大大規(guī)模集集成電路路。22 19888年：16MM DRRAM問問世，11平方厘厘米大小小的硅片片上集成成有35500萬萬個晶體體管，標(biāo)標(biāo)志著進(jìn)進(jìn)入超大大規(guī)模集集成電路路階段的的更高階階段。119977年：3300MMHz奔奔騰問世,采用00.255工藝藝，奔騰騰系列芯芯片的推推出讓計計算機(jī)的的發(fā)展如如虎添翼翼，發(fā)展展速度讓讓人驚嘆嘆。20009年年：inntell酷睿ii系列全全新推出出，創(chuàng)紀(jì)紀(jì)錄采用用了領(lǐng)先先的322納米工工藝，并并且下一一代222納米工工藝正在在研發(fā)。集集成電路路制作工工藝的日日益成熟熟和

5、各集集成電路路廠商的的不斷競競爭，使使集成電電路發(fā)揮揮了它更更大的功功能，更更好的服服務(wù)于社社會。由由此集成成電路從從產(chǎn)生到到成熟大大致經(jīng)歷歷了如下下過程：3電子管晶體管管集成成電路超大大規(guī)模集集成電路路2.1.11集成電電路的前前奏電子管管、晶體體管 電電子管，是是一種在在氣密性性封閉容容器中產(chǎn)產(chǎn)生電流流傳導(dǎo)，利利用電場場對真空空中的電電子流的的作用以以獲得信信號放大大或振蕩蕩的電子子器件。由于電子子管體積積大、功功耗大、發(fā)發(fā)熱厲害害、壽命命短、電電源利用用效率低低、結(jié)構(gòu)構(gòu)脆弱而而且需要要高壓電電源的缺缺點，很很快就不不適合發(fā)發(fā)展的需需求，被被淘汰的的命運(yùn)就就沒躲過過。4晶體管，是是一種固固

6、體半導(dǎo)導(dǎo)體器件件，可以以用于檢檢波、整整流、放放大、開開關(guān)、穩(wěn)穩(wěn)壓、信信號調(diào)制制和許多多其它功功能。晶晶體管很很快就成成為計算算機(jī)“理想的的神經(jīng)細(xì)細(xì)胞”，從而而得到廣廣泛的使使用。雖雖然晶體體管的功功能比電電子管大大了很多多，但由由于電子子信息技技術(shù)的發(fā)發(fā)展，晶晶體管也也越來越越不適合合科技的的發(fā)展，隨隨之出現(xiàn)現(xiàn)的就是是能力更更強(qiáng)的集集成電路路了。5 （圖1）老老式電子子管 6 （圖圖2） 晶體管管7 2.1.22集成電電路的誕誕生 幾幾根零亂亂的電線線將五個個電子元元件連接接在一起起，就形形成了歷歷史上第第一個集集成電路路。雖然然它看起起來并不不美觀，但但事實證證明，其其工作效效能要比比使用

7、離離散的部部件要高高得多。歷歷史上第第一個集集成電路路出自杰杰克-基基爾比之之手。當(dāng)當(dāng)時，晶晶體管的的發(fā)明彌彌補(bǔ)了電電子管的的不足，但但工程師師們很快快又遇到到了新的的麻煩。為為了制作作和使用用電子電電路，工工程師不不得不親親自手工工組裝和和連接各各種分立立元件，如如晶體管管、二極極管、電電容器等等。其實，在220世紀(jì)紀(jì)50年年代，許許多工程程師都想想到了這這種集成成電路的的概念。美美國仙童童公司聯(lián)聯(lián)合創(chuàng)始始人羅伯伯特-諾諾伊斯就就是其中中之一。在在基爾比比研制出出第一塊塊可使用用的集成成電路后后，諾伊伊斯提出出了一種種“半導(dǎo)導(dǎo)體設(shè)備備與鉛結(jié)結(jié)構(gòu)”模模型。119600年，仙仙童公司司制造出出第

8、一塊塊可以實實際使用用的單片片集成電電路。諾諾伊斯的的方案最最終成為為集成電電路大規(guī)規(guī)模生產(chǎn)產(chǎn)中的實實用技術(shù)術(shù)。基爾爾比和諾諾伊斯都都被授予予“美國國國家科科學(xué)獎?wù)抡隆?。他他們被公公認(rèn)為集集成電路共同同發(fā)明者者。8（圖3）第第一個集集成電路路9 以后后，隨著著集成電電路芯片片封裝技技術(shù)的應(yīng)應(yīng)用，解解決了集集成電路路免受外外力或環(huán)環(huán)境因素素導(dǎo)致的的破壞的的問題。集集成電路路芯片封封裝是指指利用膜膜技術(shù)及及微細(xì)加加工技術(shù)術(shù)，將芯芯片及其其他重要要要素在在框架或或基板上上布置、粘粘貼固定定及連接接，引出出接線端端子并通通過可塑塑性絕緣緣介質(zhì)灌灌封固定定，構(gòu)成成整體立立體結(jié)構(gòu)構(gòu)的工藝藝。這樣樣按電子子

9、設(shè)備整整機(jī)要求求機(jī)型連連接和裝裝配，實實現(xiàn)電子子的、物物理的功功能，使使之轉(zhuǎn)變變?yōu)檫m用用于整機(jī)機(jī)或系統(tǒng)統(tǒng)的形式式，就大大大加速速了集成成電路工工藝的發(fā)發(fā)展。10隨著電子技技術(shù)的繼繼續(xù)發(fā)展展，超大大規(guī)模集集成電路路應(yīng)運(yùn)而而生。119677年出現(xiàn)現(xiàn)了大規(guī)規(guī)模集成成電路，集集成度迅迅速提高高；19977年年超大規(guī)規(guī)模集成成電路面面世，一一個硅晶晶片中已已經(jīng)可以以集成115萬個個以上的的晶體管管；19888年，16MM DRRAM問問世，11平方厘厘米大小小的硅片片上集成成有35500萬萬個晶體體管，標(biāo)標(biāo)志著進(jìn)進(jìn)入超大大規(guī)模集集成電路路（VLLSI）階階段；19997年，3300MMHz奔奔騰問世,采

10、用00.255工藝藝，奔騰騰系列芯芯片的推推出讓計計算機(jī)的的發(fā)展如如虎添翼翼，發(fā)展展速度讓讓人驚嘆嘆，至此此，超大大規(guī)模集集成電路路的發(fā)展展又到了了一個新新的高度度。20009年，inttel酷酷睿i系系列全新新推出，創(chuàng)創(chuàng)紀(jì)錄采采用了領(lǐng)領(lǐng)先的332納米米工藝，并并且下一一代222納米工工藝正在在研發(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)計水平的迅速提高，集成電路的布圖設(shè)計由此而日益復(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，集成電路還會有更高的發(fā)展。11 中國的集成成電路產(chǎn)產(chǎn)業(yè)起步步于200世紀(jì)6

11、60年代代中期，1976年，中國科學(xué)院計算機(jī)研究所研制成功1000萬次大型電子計算機(jī)所使用的電路為中國科學(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，開展國際合作，強(qiáng)化投資；在2003年，中國半導(dǎo)體占世界半導(dǎo)體銷售額的9%，電子市場達(dá)到860億美元，中國成為世界第二大半導(dǎo)體市場，中國中高技術(shù)產(chǎn)品的需求將成為國民經(jīng)濟(jì)新的增長動力。到現(xiàn)在已經(jīng)初具規(guī)模，形成了產(chǎn)品設(shè)計、芯片制造、電路

12、封裝共同發(fā)展的態(tài)勢。我們相信，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和對集成電路的重視程度的提高，我國集成電路事業(yè)也會有更大的發(fā)展！122.2集成成電路發(fā)發(fā)展對世世界經(jīng)濟(jì)濟(jì)的影響響在上個世紀(jì)紀(jì)八十年年代初期期，消費(fèi)費(fèi)類電子子產(chǎn)品(立體聲聲收音機(jī)機(jī)、彩色色電視機(jī)機(jī)和盒式式錄相機(jī)機(jī))是半半導(dǎo)體需需求的主主要推動動力。從從八十年年代末開開始，個個人計算算機(jī)成為為半導(dǎo)體體需求強(qiáng)強(qiáng)大的推推動力。至至今，PPC仍然然推動著著半導(dǎo)體體產(chǎn)品的的需求。從九十年代代至今，通通信與計計算機(jī)一一起占領(lǐng)領(lǐng)了世界界半導(dǎo)體體需求的的233。其中中，通信信的增長長最快。信信息技術(shù)術(shù)正在改改變我們們的生活活，影響響著我們們的工作作。信息息技術(shù)在在

13、提高企企業(yè)競爭爭力的同同時，已已成為世世界經(jīng)濟(jì)濟(jì)增長的的新動力力。2004年年，亞太太地區(qū)已已成為世世界最大大的半導(dǎo)導(dǎo)體市場場，其主主要的推推動力是是中國國國內(nèi)需求求的增長長和中國國作為世世界生產(chǎn)產(chǎn)基地所所帶來的的快速增增長。電電子終端端產(chǎn)品的的生產(chǎn)將將不斷從從日本和和亞洲其其他地區(qū)區(qū)轉(zhuǎn)移到到中國。133 集成成電路分分類3.1按功功能分 按其其功能不不同可分分為模擬擬集成電電路和數(shù)數(shù)字集成成電路兩兩大類。前前者用來來產(chǎn)生、放放大和處處理各種種模擬電電信號；后者則則用來產(chǎn)產(chǎn)生、放放大和處處理各種種數(shù)字電電信號。所所謂模擬擬信號，是是指幅度度隨時間間連續(xù)變變化的信信號。例例如，人人對著話話筒講話

14、話，話筒筒輸出的的音頻電電信號就就是模擬擬信號，收收音機(jī)、收收錄機(jī)、音音響設(shè)備備及電視視機(jī)中接接收、放放大的音音頻信號號、電視視信號，也也是模擬擬信號。所所謂數(shù)字字信號，是是指在時時間上和和幅度上上離散取取值的信信號，例例如，電電報電碼碼信號，按按一下電電鍵，產(chǎn)產(chǎn)生一個個電信號號，而產(chǎn)產(chǎn)生的電電信號是是不連續(xù)續(xù)的。這這種不連連續(xù)的電電信號，一一般叫做做電脈沖沖或脈沖沖信號，計計算機(jī)中中運(yùn)行的的信號是是脈沖信信號，但但這些脈脈沖信號號均代表表著確切切的數(shù)字字，因而而又叫做做數(shù)字信信號。在在電子技技術(shù)中，通通常又把把模擬信信號以外外的非連連續(xù)變化化的信號號，統(tǒng)稱稱為數(shù)字字信號。目目前，在在家電維維

15、修中或或一般性性電子制制作中，所所遇到的的主要是是模擬信信號；那那么，接接觸最多多的將是是模擬集集成電路路。 （圖4）模模擬電路路 14 （圖55）數(shù)字字電路153.2按制制作工藝藝分集成電路按按其制作作工藝不不同，可可分為半半導(dǎo)體集集成電路路、膜集集成電路路和混合合集成電電路三類類。半導(dǎo)導(dǎo)體集成成電路是是采用半半導(dǎo)體工工藝技術(shù)術(shù)，在硅硅基片上上制作包包括電阻阻、電容容、三極極管、二二極管等等元器件件并具有有某種電電路功能能的集成成電路；膜集成成電路是是在玻璃璃或陶瓷瓷片等絕絕緣物體體上，以以“膜”的的形式制制作電阻阻、電容容等無源源器件。無無源元件件的數(shù)值值范圍可可以作得得很寬，精精度可以以

16、作得很很高。但但目前的的技術(shù)水水平尚無無法用“膜膜”的形形式制作作晶體二二極管、三三極管等等有源器器件，因因而使膜膜集成電電路的應(yīng)應(yīng)用范圍圍受到很很大的限限制。在在實際應(yīng)應(yīng)用中，多多半是在在無源膜膜電路上上外加半半導(dǎo)體集集成電路路或分立立元件的的二極管管、三極極管等有有源器件件，使之之構(gòu)成一一個整體體，這便便是混合合集成電電路。根根據(jù)膜的的厚薄不不同，膜膜集成電電路又分分為厚膜膜集成電電路（膜膜厚為11m10m）和和薄膜集集成電路路（膜厚厚為1m以下下）兩種種。在家家電維修修和一般般性電子子制作過過程中遇遇到的主主要是半半導(dǎo)體集集成電路路、厚膜膜電路及及少量的的混合集集成電路路。 （圖6）膜膜

17、集成電電路 166 （圖77）半導(dǎo)導(dǎo)體集成成電路173.3按高高低分按集成度高高低不同同，可分分為小規(guī)規(guī)模、中中規(guī)模、大大規(guī)模及及超大規(guī)規(guī)模集成成電路四四類。對對模擬集集成電路路，由于于工藝要要求較高高、電路路又較復(fù)復(fù)雜，所所以一般般認(rèn)為集集成500個以下下元器件件為小規(guī)規(guī)模集成成電路，集集成5001000個元元器件為為中規(guī)模模集成電電路，集集成1000個以以上的元元器件為為大規(guī)模模集成電電路；對對數(shù)字集集成電路路，一般般認(rèn)為集集成110等等效門片或1101100個個元件片為小小規(guī)模集集成電路路，集成成101000個等效效門片片或1000110000元件片為中中規(guī)模集集成電路路，集成成1000

18、100,0000個等等效門片或1100001000,0000個個元件片為大大規(guī)模集集成電路路，集成成10,0000以上個個等效門門片或或1000,0000以上上個元件件片為為超大規(guī)規(guī)模集成成電路。3.4按導(dǎo)導(dǎo)電類型型分按導(dǎo)電類型型不同，分分為雙極極型集成成電路和和單極型型集成電電路兩類類。前者者頻率特特性好，但但功耗較較大，而而且制作作工藝復(fù)復(fù)雜，絕絕大多數(shù)數(shù)模擬集集成電路路以及數(shù)數(shù)字集成成電路中中的TTTL、EECL、HHTL、LLSTTTL、SSTTLL型屬于于這一類類。后者者工作速速度低，但但輸人阻阻抗高、功功耗小、制制作工藝藝簡單、易易于大規(guī)規(guī)模集成成，其主主要產(chǎn)品品為MOOS型集集成

19、電路路。MOOS電路路又分為為NMOOS、PPMOSS、CMMOS型型。 （圖8）雙雙極型集集成電路路 18 （圖圖9）單極極型集成成電路194 集成成電路應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)域域4.1在計計算機(jī)的的應(yīng)用隨著集成了了上千甚甚至上萬萬個電子子元件的的大規(guī)模模集成電電路和超超大規(guī)模模集成電電路的出出現(xiàn)，電電子計算算機(jī)發(fā)展展進(jìn)入了了第四代代。第四四代計算算機(jī)的基基本元件件是大規(guī)規(guī)模集成成電路，甚甚至超大大規(guī)模集集成電路路，集成成度很高高的半導(dǎo)導(dǎo)體存儲儲器替代代了磁芯芯存儲器器，運(yùn)算算速度可可達(dá)每秒秒幾百萬萬次，甚甚至上億億次基本本運(yùn)算。20計算機(jī)主要要部分幾幾乎都和和集成電電路有關(guān)關(guān)，CPPU、顯顯卡、主主板、

20、內(nèi)內(nèi)存、聲聲卡、網(wǎng)網(wǎng)卡、光光驅(qū)等等等，無不不與集成成電路有有關(guān)。并并且專家家通過最最新技術(shù)術(shù)把越來來越多的的元件集集成到一一塊集成成電路板板上，并并使計算算機(jī)擁有有了更多多功能，在在此基礎(chǔ)礎(chǔ)上產(chǎn)生生許多新新型計算算機(jī)，如如掌上電電腦、指指紋識別別電腦、聲控計計算機(jī)等等等。隨隨著高新新技術(shù)的的發(fā)展必必將會有有越來越越多的高高新計算算機(jī)出現(xiàn)現(xiàn)在我們們面前。 （圖10）指指紋識別別鼠標(biāo) 221 （圖圖11）聲聲控計算算機(jī)2224.2在通通信上的的應(yīng)用集成電路在在通信中中應(yīng)用廣廣泛，諸諸如通信信衛(wèi)星，手手機(jī)，雷雷達(dá)等，我我國自主主研發(fā)的的“北斗”導(dǎo)航系系統(tǒng)就是是其中典典型一例例?！氨倍贰睂?dǎo)導(dǎo)航系統(tǒng)統(tǒng)是

21、我國國具有自自主知識識產(chǎn)權(quán)的的衛(wèi)星定定位系統(tǒng)統(tǒng)，與美美國G P SS、俄羅羅斯格羅羅納斯、歐歐盟伽利利略系統(tǒng)統(tǒng)并稱為為全球44 大衛(wèi)衛(wèi)星導(dǎo)航航系統(tǒng)。它它的研究究成功，打打破了衛(wèi)衛(wèi)星定位位導(dǎo)航應(yīng)應(yīng)用市場場由國外外GPSS 壟斷斷的局面面。前不不久，我我國已成成功發(fā)射射了第二二代北斗斗導(dǎo)航試試驗衛(wèi)星星，未來來將形成成由顆顆靜止軌軌道衛(wèi)星星和300 顆非非靜止軌軌道衛(wèi)星星組成的的網(wǎng)絡(luò)，我我國自主主衛(wèi)星定定位導(dǎo)航航正在由由試驗向向應(yīng)用快快速發(fā)展展。將替代“北北斗”導(dǎo)航系系統(tǒng)內(nèi)國國外芯片片的“領(lǐng)航一一號”，還可可廣泛應(yīng)應(yīng)用于海海陸空交交通運(yùn)輸輸、有線線和無線線通信、地地質(zhì)勘探探、資源源調(diào)查、森森林防火火

22、、醫(yī)療療急救、海海上搜救救、精密密測量、目目標(biāo)監(jiān)控控等領(lǐng)域域。近年來,隨隨著高新新技術(shù)的的迅猛發(fā)發(fā)展,雷雷達(dá)技術(shù)術(shù)有了較較大的發(fā)發(fā)展空間間,雷達(dá)達(dá)與反雷雷達(dá)的相相對平衡衡狀態(tài)不不斷被打打破。有有源相控控陣是近近年來正正在迅速速發(fā)展的的雷達(dá)新新技術(shù),它將成成為提高高雷達(dá)在在惡劣電電磁環(huán)境境下對付付快速、機(jī)機(jī)動及隱隱身目標(biāo)標(biāo)的一項項關(guān)鍵技技術(shù)。有有源相控控陣?yán)走_(dá)達(dá)是集現(xiàn)現(xiàn)代相控控陣?yán)碚撜摗⒊蟠笠?guī)模集集成電路路、高速速計算機(jī)機(jī)、先進(jìn)進(jìn)固態(tài)器器件及光光電子技技術(shù)為一一體的高高新技術(shù)術(shù)產(chǎn)物。23相比之下毫毫米波雷雷達(dá)具有有導(dǎo)引精精度高、抗抗干擾能能力強(qiáng)、多多普勒分分辨率高高、等離離子體穿穿透能力力強(qiáng)等

23、特特點；因因此其廣廣泛的用用于末制制導(dǎo)、引引信、工工業(yè)、醫(yī)醫(yī)療等方方面。無論是是軍用還還是民用用，都對對毫米波波雷達(dá)技技術(shù)有廣廣泛的需需求，遠(yuǎn)遠(yuǎn)程毫米米波雷達(dá)達(dá)在發(fā)展展航天事事業(yè)上有有廣泛的的應(yīng)用前前景，是是解決對對遠(yuǎn)距離離、多批批、高速速飛行的的空間目目標(biāo)的精精細(xì)觀測測和精確確制導(dǎo)的的關(guān)鍵手手段?？煽梢灶A(yù)料料各種戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)戰(zhàn)略應(yīng)用用的毫米米波雷達(dá)達(dá)將逐漸漸增多。24 （圖12）有源相相控陣?yán)桌走_(dá) 255 （圖圖13）毫米米波雷達(dá)達(dá)2664.3在醫(yī)醫(yī)學(xué)上的的應(yīng)用隨著社會的的發(fā)展和和科學(xué)技技術(shù)的不不斷進(jìn)步步，人們們對醫(yī)療療健康、生活質(zhì)質(zhì)量、疾病護(hù)護(hù)理等方方面提出出了越來來越高的的要求。同時，依依

24、托于高高新領(lǐng)域域電子技技術(shù)的各各種治療療和監(jiān)護(hù)護(hù)手段越越來越先先進(jìn)，也也使得醫(yī)醫(yī)療產(chǎn)品品突破了了以往觀觀念的約約束和限限制，在在信息化化、微型化化、實用化化等方面面得到了了長足發(fā)發(fā)展。諸多專專家從醫(yī)醫(yī)療健康康領(lǐng)域的的需求分分析入手手，從集集成電路路技術(shù)的的角度對對醫(yī)療健健康領(lǐng)域域的應(yīng)用用的關(guān)鍵鍵技術(shù)（現(xiàn)現(xiàn)狀和前前景）做做了大致致的分析析探討。27隨著集成電電路越來來越多的的滲入現(xiàn)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)學(xué)，現(xiàn)代代醫(yī)學(xué)有有了長足足進(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I C 卡、監(jiān)控、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理于一體，憑卡檢查，電子自動計時計次，可實現(xiàn)充值、打印，報表功能。系統(tǒng)性能

25、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，分析計次；影像系統(tǒng)自動識別，有效解決病人復(fù)查問題；輕松實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理，可隨時查閱檔案記錄，統(tǒng)計任意時間內(nèi)的就醫(yī)人數(shù)。 HYPERLINK /i?ct=503316480&z=0&tn=baiduimagedetail&word=IC%BF%A8%D2%BD%C1%C6%D2%C7%C6%F7%B9%DC%C0%ED%CF%B5%CD%B3&in=23933&cl=2&lm=-1&pn=0&rn=1&di=46061094795&ln=1&fr=&ic=0&s=0&se=

26、1&sme=0&tab=&width=&height=&face=0&fb=0 （圖14）醫(yī)療儀器收費(fèi)管理系統(tǒng)28在健康應(yīng)用用方面，臨時心臟起搏器作為治療各種病因?qū)е碌囊贿^性緩慢型心律失常及植入永久心臟起搏器前的過渡性治療，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)患者中合并有心動過緩及傳導(dǎo)阻滯者，在圍手術(shù)期可因為麻醉、藥物及手術(shù)的影響，加重心動過緩及傳導(dǎo)阻滯，增加了手術(shù)風(fēng)險，限制了外科手術(shù)的開展，而植入臨時心臟起搏器可有效解決上述問題，增加此類患者圍手術(shù)期的安全性。29（圖15）心臟起搏器30 磁磁振造影影儀是一一種新型型醫(yī)療設(shè)設(shè)備，對對于治療療許多疾疾病有它它獨特的的功效。磁振造影

27、儀（MRI）是利用磁振造影的原理，將人體置于強(qiáng)大均勻的靜磁場中，透過特定的無線電波脈沖來改變區(qū)域磁場，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。因為身體中有不同的組織及成份，性質(zhì)也各異，所以會產(chǎn)生大小不同的訊號，再經(jīng)由計算機(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。 身身體幾乎乎任何部部位皆可可執(zhí)行MMRI檢檢查，影影像非常常清晰與與細(xì)膩，尤尤其是對對軟組織織的顯影影，不是是任何其其它醫(yī)學(xué)學(xué)影像系系統(tǒng)所能能比擬的的。目前前常用的的MRII影像乃乃是依據(jù)據(jù)各組織織內(nèi)核磁共振振訊號所所建立的的，氫是是人體組組織中最最多的成成份，因因此MRRI影像像可

28、診斷斷各種疾疾病，包包括腦部部癌病、水水腫、血血梗，神神經(jīng)的脫脫鞘與脂脂肪不正正常分布布，鐵成成份的沉沉積性疾疾病、出出血，以以及心肌肌不正常常收縮等等。MRI的優(yōu)優(yōu)點除了了不須要要侵入人人體，即即可得人人體各種種結(jié)構(gòu)組組織之任任意截面面剖面圖圖，且可可獲取其其它眾多多的物理理參數(shù)信信息，MMRI檢檢查在國國內(nèi)外十十幾年來來至今尚尚未發(fā)現(xiàn)現(xiàn)對人體體有任何何副作用用。331（圖16）磁振造影儀 324.4在生生活中的的應(yīng)用提到集成電電路我們們就不得得不提到到我們的的日常生生活，在在我們生生活中與與集成電電路有關(guān)關(guān)的產(chǎn)品品隨處可可見。手手機(jī)、電電視、數(shù)數(shù)碼相機(jī)機(jī)、攝像像機(jī)等都都與我們們的生活活關(guān)系

29、越越來越近近。隨著技術(shù)的的進(jìn)步和和社會的的發(fā)展，手手機(jī)以其其獨特的的傳播功功能，日日益成為為人們獲獲取信息息、學(xué)習(xí)習(xí)知識、交交流思想想的重要要工具，成成為文化化傳播的的重要平平臺。目目前，我我國已有有手機(jī)用用戶5億億多，形形成以手手機(jī)為載載體的網(wǎng)網(wǎng)站、報報紙、出出版物等等新的文文化。手手機(jī)功能能和手機(jī)機(jī)款式也也在不斷斷更新，以以適應(yīng)現(xiàn)現(xiàn)代人們們生活的的要求。各各種各樣樣的手機(jī)機(jī)接連問問世，從從小靈通通到具有有攝像功功能的高高新手機(jī)機(jī)，手機(jī)機(jī)行業(yè)正正在以驚驚人沖擊擊人們的的思維和和眼界。 （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）自動充電手機(jī) 35在科學(xué)技術(shù)術(shù)

30、與信息息同步變變革的社社會發(fā)展展過程中中，電視視傳播對對整個社社會的支支配影響響作用十十分明顯顯。由于于電視是是一種變變化多端端的實踐踐、技巧巧和技術(shù)術(shù)，于是是家庭本本身也變變成了一一種家庭庭技術(shù)的的復(fù)雜網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。正正如電通通過電視視、電腦腦、電信信技術(shù)與與外部重重新建立立新的聯(lián)聯(lián)系一樣樣，電視視重組了了家庭的的時間、空空間、家家庭閑暇暇和家庭庭角色。正因此此，電視視傳播逐逐步地融融入了大大眾生活活，使人人們生活活方式和和價值觀觀均發(fā)生生了深刻刻的變化化。伴隨隨著現(xiàn)代代社會節(jié)節(jié)奏的加快，外外界娛樂樂費(fèi)用的的增漲，電視傳傳播的普普及，已已經(jīng)為人人們呆在在家中提提供了充充足的理理由和條條件，足足不出

31、戶戶卻可以以感受社社會交談?wù)剮淼牡娜穗H交交際感覺覺。 此此外，電電視傳播播對于農(nóng)農(nóng)村家庭庭的經(jīng)濟(jì)濟(jì)發(fā)展、社社會的信信息流通通和大眾眾家庭的的教育都都有很大大的作用用，電視視傳播也也影響了了家庭的的裝修風(fēng)風(fēng)格與布布局，由由于電視視裝置在在家庭中中占據(jù)空空間的原原因，出出現(xiàn)了電電視裝修修墻以求求美觀。 5 集成成電路未未來發(fā)展展趨勢及及新技術(shù)術(shù)5.1集成成電路發(fā)發(fā)展趨勢勢隨著集成方方法學(xué)和和微細(xì)加加工技術(shù)術(shù)的持續(xù)續(xù)成熟和和不斷發(fā)發(fā)展，以以及集成成技術(shù)應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)域域的不斷斷擴(kuò)大，集集成電路路的發(fā)展展趨勢將將呈現(xiàn)小小型化、系系統(tǒng)化和和關(guān)聯(lián)性性的態(tài)勢勢。361335.1.11 器件特特征尺寸寸不斷縮縮小

32、自19655年以來來， 集集成電路路持續(xù)地地按摩爾爾定律增增長， 即集成成電路中中晶體管管的數(shù)目目每188個月增增加一倍倍。每223年年制造技技術(shù)更新新一代， 這是基基于柵長長不斷縮縮小的結(jié)結(jié)果， 器件柵柵長的縮縮小又基基本上依依照等比比例縮小小的原則則， 同同時促進(jìn)進(jìn)了其它它工藝參參數(shù)的提提高。預(yù)預(yù)計在未未來的110115年， 摩爾定定律仍將將是集成成電路發(fā)發(fā)展所遵遵循的一一條定律律， 按按此規(guī)律律，CMMOS器器件從亞亞半微米米進(jìn)入納納米時代代， 即即器件的的柵長小小于1000 nnm轉(zhuǎn)到到小于550 nnm的時時間將在在20110年前前后。5.1.22 系統(tǒng)統(tǒng)集成芯芯片(SSoC)隨著集

33、成電電路技術(shù)術(shù)的持續(xù)續(xù)發(fā)展， 不同類類型的集集成電路路相互鑲鑲嵌， 已形成成了各種種嵌入式式系統(tǒng)(Embbeddded Sysstemm) 和和片上系系統(tǒng)(SSysttem on Chiip即ooC) 技術(shù)。也也就是說說， 在在實現(xiàn)從從集成電電路(IIC)到到系統(tǒng)集集成(IIS) 的過渡渡中， 可以將將一個電電子子系系統(tǒng)或整整個電子子系統(tǒng)集集成在一一個芯片片上， 從而完完成信息息的加工工與處理理功能。SSoC作作為系統(tǒng)統(tǒng)級集成成電路， 它可在在單一芯芯片上實實現(xiàn)信號號采集、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換、存存儲、處處理和II/O等等功能， 它將數(shù)數(shù)字電路路、存儲儲器、MMPU、MMCU、DDSP等等集成在在一塊芯芯片

34、上， 從而實實現(xiàn)一個個完整的的系統(tǒng)功功能。SSoC的的制造主主要涉及及深亞微微米技術(shù)術(shù)、特殊殊電路的的工藝兼兼容技術(shù)術(shù)、設(shè)計計方法的的研究、嵌嵌入式IIP核設(shè)設(shè)計技術(shù)術(shù)、測試試策略和和可測性性技術(shù)以以及軟硬硬件協(xié)同同設(shè)計技技術(shù)和安安全保密密技術(shù)。SSoC以以IP復(fù)復(fù)用為基基礎(chǔ)， 把已有有優(yōu)化的的子系統(tǒng)統(tǒng)甚至系系統(tǒng)級模模塊納入入到新的的系統(tǒng)設(shè)設(shè)計之中中， 從從而實現(xiàn)現(xiàn)集成電電路設(shè)計計能力的的第4次次飛躍， 并必將將導(dǎo)致又又一次以以系統(tǒng)芯芯片為特特色的信信息產(chǎn)業(yè)業(yè)革命。5.1.33 學(xué)科科結(jié)合將將帶動關(guān)關(guān)聯(lián)發(fā)展展微細(xì)加工技技術(shù)的不不斷成熟熟和應(yīng)用用領(lǐng)域的的不斷擴(kuò)擴(kuò)大， 必將帶帶動一系系列交叉叉學(xué)科

35、及及其有關(guān)關(guān)技術(shù)的的發(fā)展， 例如微微電子機(jī)機(jī)械系統(tǒng)統(tǒng)、微光光電系統(tǒng)統(tǒng)、DNNA芯片片、二元元光學(xué)、化化學(xué)分析析芯片以以及作為為電子科科學(xué)和生生物科學(xué)學(xué)結(jié)合的的產(chǎn)物生生物芯片片的研究究開發(fā)等等， 它它們都將將取得明明顯進(jìn)展展。5.1.44未來應(yīng)用用應(yīng)用是集成成電路產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈中中不可或或缺的重重要環(huán)節(jié)節(jié)，是集成成電路最最終進(jìn)入入消費(fèi)者者手中的的必經(jīng)之之途。除除眾所周周知的計計算機(jī)、通通信、網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、消消費(fèi)類產(chǎn)產(chǎn)品的應(yīng)應(yīng)用外，集成電電路正在在不斷開開拓新的的應(yīng)用領(lǐng)領(lǐng)域。諸如微微機(jī)電系系統(tǒng),微微光機(jī)電電系統(tǒng)、生物芯芯片(如如DNAA芯片)、超導(dǎo)等等，這些創(chuàng)創(chuàng)新的應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)域域正在形形成新的的產(chǎn)業(yè)增增長點。5

36、.2集成成電路發(fā)發(fā)展新技技術(shù)按目前情況況預(yù)測， 15年年后， 半導(dǎo)體體上一個個實體的的柵長將將只有99 nmm， 這這就需要要更微細(xì)細(xì)且精確確的技術(shù)術(shù)突破， 這首先先會集中中在生產(chǎn)產(chǎn)材料的的物理性性質(zhì)以及及工藝設(shè)設(shè)計等能能力上。而而能否順順利突破破這些障障礙， 晶圓制制造工藝藝能否達(dá)達(dá)到更進(jìn)進(jìn)一步的的微細(xì)化化與精細(xì)細(xì)化則是是其關(guān)鍵鍵， 同同時也對對半導(dǎo)體體工藝技技術(shù)與后后續(xù)的研研發(fā)方向向有著深深遠(yuǎn)的影影響。概概括起來來， 其其關(guān)鍵技技術(shù)如下下： 5.2.11無焊內(nèi)內(nèi)建層(BummpleessBuiild-UpLayyer,BBLLIL)技術(shù)該技術(shù)能使使CPIIJ內(nèi)集集成的晶晶體管數(shù)數(shù)量達(dá)到到1

37、0億億個,并并且在高高達(dá)200GHzz的主頻頻下運(yùn)行行,從而而使CPPU達(dá)到到每秒11億次的的運(yùn)算速速度。此此外,BBBULL封裝技技術(shù)還能能在同一一封裝中中支持多多個處理理器,因因此服務(wù)務(wù)器的處處理器可可以在一一個封裝裝中有22個內(nèi)核核,從而而比獨立立封裝的的雙處理理器獲得得更高的的運(yùn)算速速度。此此外,BBBULL封裝技技術(shù)還能能降低CCPIJJ的電源源消耗,進(jìn)而可可減少高高頻產(chǎn)生生的熱量量。5.2.2微組組裝技術(shù)術(shù)是在高密度度多層互互連基板板上,采采用微焊焊接和封封裝工藝藝組裝各各種微型型化片式式元器件件和半導(dǎo)導(dǎo)體集成成電路芯芯片,形形成高密密度、高高速度、高高可靠的的三維立立體機(jī)構(gòu)構(gòu)的高

38、級級微電子子組件的的技術(shù),其代表表產(chǎn)品為為多芯片片組件(MCMM)。5.2.33 納米米級光刻刻及微細(xì)細(xì)加工技技術(shù)器件特征尺尺寸的縮縮小， 取決于于曝光技技術(shù)的進(jìn)進(jìn)步。在在0.007 m階段段， 曝曝光技術(shù)術(shù)還是一一個問題題，預(yù)計計再有112年年左右的的時間就就可獲得得突破。至至于在665 nnm以下下， 是是采用EExtrra UUV還是是采用電電子束的的步進(jìn)光光刻機(jī)， 目前還還在研究究之中。5.2.44 銅互互連技術(shù)術(shù)銅互連技術(shù)術(shù)已在00.188 m和00.133 m技術(shù)術(shù)代中使使用， 但是， 在0.10 m以后后， 銅銅互連與與低介電電常數(shù)絕絕緣材料料共同使使用時的的可靠性性問題還還有待

39、研研究和開開發(fā)。5.2.55 高密密度集成成電路封封裝的工工業(yè)化技技術(shù)主要包括系系統(tǒng)集成成封裝技技術(shù)、550 m以下下超薄背背面減薄薄技術(shù)、圓圓片級封封裝技術(shù)術(shù)、無鉛鉛化產(chǎn)品品技術(shù)等等。5.2.66 應(yīng)變變硅材料料制造技技術(shù)應(yīng)變硅的電電子和空空穴遷移移率明顯顯高于普普通的無無應(yīng)變硅硅材料， 其中以以電子遷遷移率提提高尤為為明顯。以以Si00.8GGe0.2層上上的應(yīng)變變硅為例例， 其其電子遷遷移率可可以提高高50%以上， 這可大大大提高高NMOOS器件件的性能能， 這這對高速速高頻器器件來說說至關(guān)重重要。對對現(xiàn)有的的許多集集成電路路生產(chǎn)線線而言， 如果采采用應(yīng)變變硅材料料， 則則可以在在基本不

40、不增加投投資的情情況下使使生產(chǎn)的的IC性性能明顯顯改善， 同時也也可以大大大延長長花費(fèi)巨巨額投資資建成的的IC生生產(chǎn)線的的使用年年限。參考文獻(xiàn)1 王王競.集集成電路路的發(fā)展展趨勢及及面臨的的問題.科技資資訊. 20009年 NO.272 李李惠軍.現(xiàn)代集集成電路路制造工工藝原理理.山東大大學(xué)出版版社 200063 阮剛. 集集成電路路工藝 復(fù)旦旦大學(xué)出出版社 2200664 htttp:/baaikee.baaiduu.coom/vvieww/5000888.httm5 李惠軍軍.現(xiàn)代集集成電路路制造工工藝原理理.山東大大學(xué)出版版社 200066htttp:/m/Neews/1522/3115

41、566.httm 7hhttpp:/m/zgg359926770888/allbumm/ittem/1800dcff14cc32552433f2003f22e877.httml8 hhttpp:/wwww.3660dooc.ccom/conntennt/110/005077/200/111673319_2655432244.shttml9 hhttpp:/wwww.yqqelee.orrg/hhtmll/xiiehuuixiinween/xxinggyeqqushhi/220099/03323/3511.httml10 李可可為.集集成電路路芯片封封裝技術(shù)術(shù).電子子工業(yè)出出版社，22007711 htttp:/wwenkku.bbaiddu.ccom/vieew/ffad995b335677ec1102dde2bbd89980.htmml 12 于宗光光.硅集成成電路發(fā)發(fā)展趨勢勢及展望望. 電子與與封裝.2000313 王永剛剛.集成成電路的的發(fā)展趨趨勢和關(guān)關(guān)鍵技術(shù)術(shù).電子子元器件件應(yīng)用第第11卷卷第1期期 20009年年1月14 htttp:/n/cppxt1