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晶体管发明并大量生产之后,各式固态半导体组件如二极管、晶体管等大量使用,取代了真空管在电路中的功能与角色。到了20世纪中后期半导体制造技术进步,使得集成电路成为可能。相对于手工组装电路使用个别的分立电子组件,集成电路可以把很大数量的微晶体管集成到一个小芯片,是一个巨大的进步。集成电路的规模生产能力,可靠性,电路设计的模块化方法确保了快速采用标准化IC代替了设计使用离散晶体管。IC对于离散晶体管有两个主要优势:成本和性能。成本低是由于芯片把所有的组件通过照相平版技术,作为一个单位印刷,而不是在一个时间只制作一个晶体管。性能高是由于组件快速开关,消耗更低能量,因为组件很小且彼此靠近。2006年,芯片面积从几平方毫米到350mm²,每mm²可以达到一百万个晶体管。我国集成电路产业尚需加强与美西方合作,开拓和营造新的市场,推动产业的发展和国际竞争力的提升。FDN358P
杰克·基尔比(Jack Kilby)和罗伯特·诺伊斯(Robert Noyce)在1958~1959期间分别发明了锗集成电路和硅集成电路。现在,集成电路已经在各行各业中发挥着非常重要的作用,是现代信息社会的基石。集成电路的含义,已经远远超过了其刚诞生时的定义范围,但其中心的部分,仍然没有改变,那就是“集成”,其所衍生出来的各种学科,大都是围绕着“集成什么”、“如何集成”、“如何处理集成带来的利弊”这三个问题来开展的。集成电路就是把一定数量的常用电子元件,如电阻、电容、晶体管等,以及这些元件之间的连线,通过半导体工艺集成在一起的具有特定功能的电路。HUF76419S3ST-Q集成电路的应用推动了物联网、人工智能等领域的发展,推动了科技创新和社会进步。
尽管随机存取存储器结构非常复杂,几十年来芯片宽度一直减少,但集成电路的层依然比宽度薄很多。组件层的制作非常像照相过程。虽然可见光谱中的光波不能用来曝光组件层,因为他们太大了。高频光子(通常是紫外线)被用来创造每层的图案。因为每个特征都非常小,对于一个正在调试制造过程的过程工程师来说,电子显微镜是必要工具。在使用自动测试设备(ATE)包装前,每个设备都要进行测试。测试过程称为晶圆测试或晶圆探通。晶圆被切割成矩形块,每个被称为“die”。每个好的die被焊在“pads”上的铝线或金线,连接到封装内,pads通常在die的边上。封装之后,设备在晶圆探通中使用的相同或相似的ATE上进行终检。测试成本可以达到低成本产品的制造成本的25%,但是对于低产出,大型和/或高成本的设备,可以忽略不计。在2005年,一个制造厂(通常称为半导体工厂,常简称fab,指fabrication facility)建设费用要超过10亿美金,因为大部分操作是自动化的。
集成电路(IC)是现代电子设备中不可或缺的主要部件,其性能和可靠性直接影响着整个系统的稳定性和性能。随着技术的不断进步,IC的制造工艺也在不断升级,从微米级别逐渐向纳米级别发展。然而,随着器件尺寸的不断缩小,IC的泄漏电流问题也日益突出。泄漏电流是指在关闭状态下,由于器件本身的缺陷或制造工艺的不完善,导致电流从源极或漏极流向栅极的现象。泄漏电流的存在会导致功耗增加、温度升高、寿命缩短等问题,严重影响着IC的性能和可靠性。因此,制造商需要采用更先进的几何学来解决这一问题。集成电路的普及和应用对于现代社会的计算、通信、制造和交通等系统的运行起到了关键的支撑作用。
IC的普及:只在其开发后半个世纪,集成电路变得无处不在,电脑,手机和其他数字电器成为现代社会结构不可缺少的一部分。这是因为,现代计算,交流,制造和交通系统,包括互联网,全都依赖于集成电路的存在。甚至很多学者认为有集成电路带来的数字革新是人类历史中重要的事件。IC的分类:集成电路的分类方法很多,依照电路属模拟或数字,可以分为:模拟集成电路、数字集成电路和混合信号集成电路(模拟和数字在一个芯片上)。数字集成电路可以包含任何东西,在几平方毫米上有从几千到百万的逻辑门,触发器,多任务器和其他电路。这些电路的小尺寸使得与板级集成相比,有更高速度,更低功耗并降低了制造成本。这些数字IC,以微处理器,数字信号处理器(DSP)和单片机为表示,工作中使用二进制,处理1和0信号。集成电路在计算机、通信、消费电子等领域普遍应用,为人们的生活和工作带来了巨大便利。FDS6912A
集成电路的设计需要结合电子器件特性和电路运行要求,以实现优良性能和可靠性。FDN358P
现阶段我国集成电路产业受压制、中低端产能紧缺情况愈演愈烈,仍存在一些亟需解决的问题。一是国内芯片企业能力不强与市场不足并存。二是美西方对我国集成电路产业先进工艺的装备完整封堵,形成新的产业壁垒。三是目前我国集成电路产业人才处于缺乏状态,同时工艺研发人员的培养缺乏“产线”的支撑。为此,建议:一是发挥新型举国体制优势,持续支持集成电路产业发展。延续和拓展国家科技重大专项,集中力量重点攻克主要难点。支持首台套应用,逐步实现国产替代。拓展新的应用领域。加大产业基金规模和延长投入周期。二是坚持产业长远布局,深化人才培养革新。既要“补短板”也要“加长板”。持续加大科研人员培养力度和对从事基础研究人员的投入保障力度,夯实人才基础。三是坚持高水平对外开放,拓展和营造新兴市场。积极探索未来和集成电路有关的新兴市场,支持我国集成电路企业走出去。FDN358P
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