微电子技术的现状及其发展趋势

过去的“ 低端模仿 ” 走向 以技 术创新为主的“ 高端替代 ” 。
微电子技术 是 当代科 学技术 中发展 速度最 快 的技 术之
一
科交叉产生 的， 后者则是与生 物工程技术结合 的产物 。
２ 世纪人类将全 面进 入信 息化社 会 ， １ 对微 电子 信 息技 术将不 断提 出更 高的 发展要求 ， 电子 技术 仍将 继续 是 ２ 微 １ 世纪 中最为重要 的和最有活力的高科技领域之一 。
我 国微 电子技术 发展 的特 点 ： 、 一 超深亚微 米集 成技术 研究逐渐接 近国际先进 水平。二 、 集成 电路设计 水平 提高 ，
规模增 大。经过近几年 的发展 ， 芯片设计 水平 明 ， 从而 完成从 信息 获取 、 处理 、 存储 、 传输 到执行 的系统功能 ， 这是一个更广义上 的系
作 者 简介 ： 晓 芳 （９ ３ ， ， 西 翼城 县 人 ， 程 １８ 一） 女 山 助教 ， 究 方 向 为微 电 子技 术 、 用 电 子技 术 专 业 。 研 应
山
西
电
子
技
术
２１ ０ ２年
３ 国 内微 电子技 术 的发展 现状
近几年 ， 国家相关政 策的大 力支持 下 ， 内硅 基微 电 在 国
［ ］ 宋奇． ２ 浅谈微 电子技术 的应 用［ ］ 数 字电子技 术 与应 Ｊ．
用 ，０ １ ３ ：５ ． ２ １ （ ） １ ３
Ｔｈｅ Ｃｕｒ ｅ ｔ ｔ ｎ ｔ ｖ ｌ ｐ ｅ ｔＴｒ ｎｄ ｆ ｒ Ｍ ｉｒ ｅｅ ｔ ｏ ｃ Ｔｅ ｈｎ ｌ ｇ ｒ ｎｔＳ ａ ｅ ａ ｄ ｈｅ Ｄｅ ｅｏ ｍ ｎ ｅ ｏ ｃ ｏ ｌｃ ｒ ｎｉ ｃ ｏ ｏ ｙ
参 考文 献
，
但是 由于我国的微电子技术与 国际先进水平差距较大 ， 要
在短期 内赶上或超过是很不现实的， 国微电子各方面都落后 我
于国外。国家正在逐步加大扶持力度 ， 制定一系列相关政策去
吸引资金和人才 ， 形成可持续发展的微电子产业和科研体系。
［ ］ 余修武． 电子技 术 与新 技 术革 命 ［ ］ 制造 业 自动 １ 微 Ｊ．
Ｃ ｅ ｇ Ｘｉｏ ｆｎ ｈ ｎ ａ － ｇ ａ
（ ｈａｘ ｓｔｔ ｏ ｃｎｌ ｙ Ｘ ’ ｎＳ ａ ｎｉ １３ ０ Ｃ ｉ ） Ｓ ａ ｎｉｎｔｕｅｆＴ ｈ ｏ ｇ ， ｉａ ｈ ａ ｘ ７ ００ ， ｈｎ Ｉ ｉ ｅ ｏ ａ
Ａｂｓｒ ｄ ： ｈ ｐ ｌ ａｉｎ ａ ｄ ｉｆｕ ｎ ｅ ｏ ｅ ｍｉｒｅ ｅ ｔ ｎ ｃ ｔｃ ｎ ｌｇ ｒ ｏ ｔａ Ｔ ｅ ａ ｐ ｉ ｔ ｎ ｎ ｅ ｃ ｆ ｈ ｅ ｏ ｌ ｃｒ ｉ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｅ ｃ ｍｍｏ ｌ ｅ ｎ ｉ ａｌ ｉ ．Ｉ ｈ ａ ｒ ｈ ｅ ｃ ｏ ｌ ｔ ｏ ｎｙ ｓ ｅ ｎ ｄ ｉ ｌ ｅ ｎ ｔ ｅ ｐ ｐ ，ｔ ｅ ｄ — ｙ ｆ ｅ
摘 要 ： 电子技 术的应 用与影响在我们 的 日常生活中随处可见。基于此主要叙 述 了微 电子技 术的发展 历 史 微
和 现状 、 用以及 国 内微 电子技 术的发展 现状 ， 应 最后 对微 电子技术 的发展趋 势做 了分析。
关 键 词 ： 电 子技 术 ； 集 成 电路 ；芯 片 微 中 图 分 类 号 ：Ｎ ０ Ｔ ４７ 文献标识码 ： Ａ
情报 、 敌友军的位置 、 中成像等一切信息融合到 一起 ， 空 以数 字方式存 储 ， 并通过无 线计算 机 网络送到 任何需 要的地 方 ，
甚 至是前线。如果将这种数字地 图直接接人武器 ， 不仅可 以
２ 微 电子技 术的 应用
微电子技术 的应用 非常广 泛 ， 以说 微 电子无 处不 在。 可 美国每年 由计算机 完成 的工作 量 超过 ４０ ０亿 人 的手 工工 ０ 作量 ； 日本每个 家庭平均 拥 有 １０个 芯片 ； 论是 日常生 活 ０ 无 的电视 机 ， 洗衣机 ， 手机 ， 计算 机 ， 银行储蓄 卡和信 用卡 ， 区 小 智能 卡 ， 电子手表 ， 玩具等家用消耗 品， 还是大到传统工业 的 汽车 工业 、 印刷工业 和国防工业 的导弹 、 星 、 卫 火箭等都 离不
收稿 日期 ：０ ２— ５—１ ２１ ０ ８
大大 提高武器 的精度 ， 而且能使后 勤得到可靠保障。随着 电
子、 材料 、 光学 、 机械等各 方面技 术的 发展 ， 电子技术 必将 微 广泛 地应 用于轻武器 ， 发挥更大 的作用 。 总之 ， 微电子技术 已经 渗透 到诸 如现代 通信 、 计算 机技 术、 医疗卫生 、 环境 工 程 、 能源 、 通 、 交 自动 化生 产等 各个 方 面 ， 为一种既代表 国家现代化水平又与人 民生 活息 息相关 成 的高新技术 。
ｖ ｌｐ ｎ ｉｔ ｒ ｆｔｅ ｍｉ ｒｅ ｅ ｔｏ ｉ ｅ ｈ ｏｏ ｙ， ｈ ｕ ｒ ｎ ｔｔ ，ｔ ｅ ａ ｐｉ ａｉｎ ａ ｄ ｔ ｅｄ ｍｅ ｔ ｕ ｒｎ ｔｔ ｒ ｅ ｃ ｂ ｄ ｅｏ ｍｅ ｔｈ ｓｏｙ ｏ ｃ ｏ ｌ ｃｒ ｎｃ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｔ ｅ ｃ ｒｅ ｔｓａｅ ｈ ｐ ｌ ｔ ｎ ｈ ｏ ｓｉ ｃ ｒｅ ｔ ａｅ ｔ ｅ ｄ ｓ ｒ ｅ ．Ｆ ＿ ｈ ｃ ｏ ｃ ｓ ｉ ｉ ｉ ｎｌ ａｌ ｙ，ｔｅ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｒ ｎ ｆｔ ｅ ｍｉ ｒｅ ｅ ｔｏ ｉ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｉ ｎ ｌ ｚ ｄ ｈ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｅ ｄ ｏ ｈ ｃ ｏ ｌｃｒ ｎ ｃ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｓ ａ ａｙ ｅ ． ｔ Ｋｅ ｒ ｓ ｍｉ ｒｃ ｅ ｔｏ ｉ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ；ｉ ｔｇ ａｅ ｉ ｕｔ ｈｐ ｙ ｗｏ ｄ ： ｃ ｏ ｌｃ ｒ ｎｃ ｔｃ ｌ ｇ ｎ ｎ ｅ ｒ ｔｄ ｃ ｒ ｉ；ｃ ｉ ｃ
化 ，０ ０３ （ １ ：５— ６ ２ １ ，２ １ ） ９ ９ ．
４ 微 电子 技术 的发展 趋 势
２ １世纪 的微 电子技 术将从 目前 的 ３ Ｇ时代逐 步发展 到 ３ Ｔ时代 ， 即存储量 由 Ｇ ｂ发展到 ｒ ， 成 电路 中器件 的速度 ｒ 集 ｂ 由Ｇ ｚ Ｈ 发展到 Ｔ ｚ数 据传输速 率由 Ｇ ｐ 发展到 Ｔ ｐ 。 Ｈ， ｂｓ ｂ ｓ
高、 工作速度快 ， 电子技术对信息时代具有 巨大 的影 响。 微
１ 微 电子 技术 的发 展历 史和 现状
微 电子技 术是 １ ９世纪末 ，０世 纪初开 始发展 起来 的新 ２ 兴技术 ， 它在 ２ ０世纪迅速发展 ， 成为近代科技 的一门重要 学 科 。其发展史 实际就是集成电路的发展史 。 衡 量微 电子技 术发展 的重 要标 志是 大规模 集成 电路 的 集成 度 ， 至今为止微 电子技 术 的发 展基本 上都 在遵循 着 “ 摩 尔定 律 ” 即单 个 芯 片 上 的器 件 数 每 １ ， ８个 月 增 长 １倍 ， Ｄ ＡＭ储存量 ３年 提 高到 原 来 的 ４倍 ， 发展 历 程 如 下 。 Ｒ 其 １４ ９ ７年底 ， 美国贝尔实验室研制成 了世 界上第 一个 晶体管 ，
对各种传统产业具有强有力 的带动作用 ， 几乎所 有的传统产 业与微 电子技术结合 ， 用芯片 更新技 术 ， 利 都可 给传统 产业 注入活力 。例如 ， 像汽车的电子化使传统 的汽车工业 渗透进 了微 电子技术 ， 采用微 电子技术 的 电子 引擎监 控 系统 、 汽车
安全防盗系统 、 出租车 的计 价器 等 已得 到广 泛应用 ， 现代 汽 车上有时甚至要有十几个 到几 十个 微处理器 …。又如 ， 印刷 工业采用了微 电子技 术排 版不再采 用铅字 ， 字 的增 添 、 文 删 除、 编排 ， 字体的选取等都在计算机上进行 ， 在很短 的时间内 就可 以全部按需要设置完成 ， 与传统印刷工业改 动一 字就 要
山西 电子技 术 ２１ ０ ２年 第 ４期
文 章 编 号 ：６４ ４ ７ （０ ２ ０ —０ ３０ １７ —５ ８ ２ １ ）４０ ９ —２
综
述
微 电子技 术 的现 状 及 其 发 展 趋 势
程 晓 芳
（ 西 国防工业 职 业技 术 学院 ， 西 西安 ７ ０ ０ ） 陕 陕 １３ ０
统集成芯片。Ｓ Ｃ是微 电子设 计领 域 的一场 革命 ，１世纪 Ｏ ２
前 我国 自主设计的芯 片产品 已涉 及 Ｃ Ｕ、 字信号 处理器 、 Ｐ 数 高端 Ｉ 、 ｃ卡 数字 电视 和多媒体 、 Ｇ手 机以及信 息安全 等六 ３
大领域 。Ｉ 计水平已达到 ０ １ ｍ， Ｃ设 ．３ 具有 自主知识产权 的
至 今 集 成 电路 的集 成 度 已 提 高 了 ５ ０万 倍 左 右 ， 征 尺 ０ 特
电子技术及计算 机 的应 用 ， 使传 统 的账 册产 生 了根 本的 变
化 ， 目的登 录、 账 统计 、 询、 查 存储都产生 了根本 的改变 ， 于是
有了大超市 、 商场 ， 大 这在 ２ Ｏ年前 是不可想象 的。如果说 传 统行业 引入微电子技术后提高 了生产效率 ， 那么微 电子技 术
与其他技术的结合和渗透 又发展成新 的技术 。
微电子技 术在轻武器 中的许多应用 正在研制 中 ， 如数 字 地图计划 ： 了给士兵提供 需要的一切信息 ， 为 可把 天气 数据 、
寸缩小 了近 ２０倍 ， 个 器件成 本下 降 了约 １０万 倍 ， 片 ０ 单 ０ 单
集成度达到数亿个 晶体管 。
司宣布发 明集成 电路。同年 ， 国著名 的仙 童子公司将一 整 美
套制造微型 晶体管 的“ 面 工艺 ” 到集 成 电路 的制作 中， 平 移 很快集成 电路 由实验室 实验 阶段转 到工 业生 产 阶段。１６ ９２ 年 ＭＯ Ｓ场效应管试制 成功 ， ６ １ ４年 成功 制 出 Ｐ Ｓ集 成 电 ９ ＭＯ 路。与分立元件 电路 相 比， 集成 电路 的体积 大大 减小 ， 时 同 功耗低 ． 可靠性 好 ， 工艺 简单 ， 更适合 于大量生产 。
涉 及 全 局 已 不 可 同 日而 语 。
微 电子技术 开始萌芽。体积微 小 的晶体 管使集 成 电路 的出
现有 了 可 能。之 后 ， 国 得 克 萨 斯 仪 器 公 司 的基 比尔 于 美 １５ ９ ８年制成 了第 一个集成 电路 的模 型 ，９ ９年 德州 仪器 公 １５
集成电路的应用不仅 在工 业方 面 ， 商业 方面 ， 在 由于微
微 电子技 术是建立在 以集成 电路 为核心 的各种 半导 体
器件基础 上的高新电子技术 ， 点是体 积小 、 特 重量轻 、 可靠 性
开这小小 的芯片 ， 以说应用及其广泛 。微 电子技术 渗透到 可 了人们生活的各个领域 ， 在人们的生产生活 中发挥着极 其重 要的作用 ， 已经和社会建立 了一种相互依存 的某 种关 系。 集成 电路被广泛 应用 于社 会的各个行 业 。微 电子 技术
子技术水平 不断提高 ， 国际先进水平 的距离逐渐缩小 。 与
以硅基 Ｃ Ｓ电路为 主流工 艺 ， １ 纪硅微 电子技 术 ＭＯ ２ 世 的发展趋势 主要 体现在三方面 ： 一是继续增 大晶圆尺寸和缩 小器件的特征尺寸。发达 国家 和地 区正在 向纳米 阶段进 军。 二是集成电路 （Ｃ） 发展成 为系 统集成 芯片 （ ｏ 。Ｓ Ｃ Ｉ 将 ｓ ｃ） Ｏ 进 一步发展 ， 以将各种 物理的 、 可 化学 的和生物 的敏感 器 和
核 心 芯 片的 开 发 及 其 产 业 化 也 取 得 了 可 观 的 突 破 。逐 渐 从
将是 Ｓ Ｃ技术真正快速发展的时期 。三 是微 电子技术 与其 Ｏ
它学科相结合 。典 型例 子是微机 电 系统技术 （ Ｅ ） Ｍ ＭＳ 和生 物芯片 Ｊ 。前者是微电子技术 与机械 、 材料 、 传感 器等多 学