集成电路介绍.ppt

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侧面
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正面
MOS管工艺制造 氧化
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侧面
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正面
MOS管工艺制造 涂胶
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侧面
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正面
MOS管工艺制造 光刻&曝光
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侧面
正面
MOS管工艺制造 清洗
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侧面
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正面
MOS管工艺制造 腐蚀
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侧面
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正面
MOS管工艺制造 清洗
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侧面
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正面
MOS管工艺制造 合金
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缺乏
– 2018年我国集成电路自给率仅为15.35% – 核心芯片自给率更低。比如计算机系统中的MPU、通
用电子系统中的FPGA/EPLD和DSP、通信装备中的 Embedded MPU和DSP、存储设备中的DRAM和Nand Flash、显示及视频系统中的Display Driver等，国产芯片 占有率都几乎为零
• 2014年6月，颁布《集成电路产业发展推进纲要》， 将半导体产业新技术研发提升至国家战略高度。
谢 谢！
Back Up
集成电路材料
• 硅片（Si）：直径30CM
• P型材料：捕获电子（硼 --- P） • N型材料：提供电子（磷 --- N）
MOS介绍
• MOS管是集成电路的基础单元。 • 压控开关 • 整个电路就像城市，MOS管就像房子
仙童公司制造的IC
集成电路的诞生
单晶硅
集成电路晶圆
经过氧化、光刻、腐蚀、注入等工艺在晶圆上“刻 画”出各个元件，再通过合金将元件连在一起，成 为满足需要的集成电路
集成电路的诞生
平面工艺技术：三极管
• 三极管是一个电流控制开关元件：be端输 入电流大小决定ce端输出电流大小
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侧面
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Nห้องสมุดไป่ตู้
正面
MOS管工艺制造
合金
SGD
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侧面
正面
MOS管工艺制造
划片
封装
戈登·摩尔先生
iPad mini4
• 2018年 • 面积0.03平方米 • 重300克 • 每小时耗电4.5瓦 • 每秒钟可进行30
亿次运算
• 娱乐平板
ENIAC
5600倍 10万倍 3万倍 60万分之一 军用
中国集成电路现状
• 中国目前是世界上最大的芯片消费市场 • 我国集成电路自给率水平偏低，核心芯片
MOS介绍
电压 电流
MOS管工艺制造 氧化
P
侧面
正面
MOS管工艺制造 多晶硅淀积
P
侧面
正面
MOS管工艺制造 涂胶
P
侧面
正面
MOS管工艺制造 光刻&曝光
P
侧面
正面
MOS管工艺制造 清洗
P
侧面
正面
MOS管工艺制造 腐蚀
P
侧面
正面
MOS管工艺制造 N注入
N
N
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侧面
N
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正面
MOS管工艺制造 去胶
侧面
N P
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线宽
正面
集成电路的发展
12个 晶体管
1962年
1000个 晶体管
1966年
10万个 晶体管
1973年
15万个 1000万个 晶体管 晶体管
1977年 1993年
1亿个 晶体管
1994年
集成电路的发展
• 1962年，线宽25um • 1970年，线宽8um • 2000年，线宽180nm • 2018年，线宽7nm
150千瓦 • 每秒钟可进行
5000次运算 • 美国国防部用来
进行弹道计算
集成电路的诞生
• 1952年5月，英国科学家达默第 一次提出了集成电路的设想。
• 1958年以德克萨斯仪器公司的科 学家基尔比为首的研究小组研制 出了世界上第一块集成电路
诺伊斯
• 1959年 美国仙童/飞兆公司 （ Fairchilds）的R.Noicy 诺依斯 开发出用于IC的Si平面工艺技术， 从而推动了IC制造业的大发展。
集成电路介绍
张剑
无所不在的集成电路
• 凡是带电池或者接电的都有集成电路 • 比如手机，Ipad，电视，笔记本，冰箱，汽
车、飞机、轮船、导弹、卫星。。。
集成电路的前身：分立元件
电子管
（1906年）
二极管
（1947年）
三极管 MOS管
（1947年）
（1960年）
第一代电子计算机(ENIAC)
• 1946年2月14日 • 18000个电子管 • 占地170平方米 • 重达30吨 • 每小时耗电约
1mm=1000um=1000x1000nm 一根头发直径大约75um!
集成电路的发展
100 mm
1975
150 mm
1980
200mm
1990
300mm 2001
450mm 2017
集成电路的发展
• 集成电路的集成度每18 个月就翻一番，特征尺 寸每3年缩小1/2。
摩尔定律
硅原子直径0.22nm！