微电子技术的进展与挑战
微电子技术的进展与挑战3
教授、博导 林鸿溢
(北京理工大学电子工程系,北京100081)
教 授 李映雪
(北京大学微电子研究所,北京100871)
摘 要:微电子技术自巴丁、布拉顿和肖克莱发明晶体管至今,经历了半个世纪的发展,已经取得巨大进步,成为人类社会众多领域的关键技术,从而有力地推动,并将继续推动着人类社会全面进入信息时代。
关键词: 微电子技术 集成电路 纳米电子学 微机电系统 单芯片系统
一项伟大的发明诞生在1947年12月23日。这一天Bell实验室科学家J.Bardeen和W.Brattanin在实验中观测到点接触型锗晶体管功率放大现象,标志着人类首次成功地发明了一种新型的固体电子器件。仅仅一个月后,1948年1月,该研究组组长W.Schokley就提出了结型晶体管理论—PN结理论。1951年锗结型晶体管研制成功。从此拉开了人类社会步入电子时代的序幕,从而开创了微电子技术发展进步的历程。为表彰三位科学家的重大贡献,他们共同获得1956年诺贝尔物理学奖。今天,事实雄辩地表明,微电子技术的加速发展对人类的生产方式和生活模式产生了并将继续产生深刻的影响。微电子技术所引起的世界性的技术革命比历史上任何一次技术革命对社会经济、政治、国防、文化等领域产生的冲击都更为巨大。据预计,2000年信息技术产品市场将达到9000亿美元,电子信息产业将成为世界第一大产业,人类社会将进入信息化世纪。微电子技术是信息社会的核心技术,正以其巨大的动力推动人类社会的更大进步。
1 微电子技术的重大技术突破与
集成度的提高
1.1 重大技术突破
50年来,微电子技术迅速发展的历程中,实现了几次重大的技术突破,从而加速了微电子技术的高速发展。
1.1.1 从真空到固体
20世纪初(1905年)世界上第一个真空电子管的发明,标志着人类社会进入了电子化时代,电子技术实现了第一次重大技术突破。这是控制电子在真空中的运动规律和特性而产生的技术成果。从此产生了无线电通信,雷达,导航,广播,电视和各种真空管电子仪器及系统。经过第二次世界大战后,人们发现真空管还存在许多问题,如仪器设备的体积大,重量大,耗电大,可靠性和寿命受限制等。因此,研究新型电子管的迫切需求被提出来了。1947年美国贝尔实验室两位科学家J.Bardeen和W.Brattain在作锗表面实验过程中发明了世界上第一个点接触型锗晶体管。一个月后被誉为电子时代先驱的科学家W.Schokley发表了晶体管的理论基础—PN理论。此后,结型晶体管研制成功,晶体管进入实用阶段。晶体管的发明为微电子技术揭开了序幕,也是电子技术的第二次重大技术突破。为表彰三位科学家的重大贡献,他们共同获得1956年诺贝尔物理学奖。
1.1.2 从锗到硅
晶体管发展初期是利用锗单晶材料进行研制的。实验发现,用锗单晶制作的晶体管漏电流大,工作电压低,表面性能不稳定,随温度的升高,性能下降,可靠性和寿命不佳。科学的道路是没有尽头的,科学家通过大量的实验分析,发现半导体硅比锗有更多的优点。在锗晶体管中所表现出来的缺点,利用硅单晶材料将会产生不同程度的改进,硅晶体管的性能有大的提高。特别是硅表面可以形成稳定性好,结构致密,电学性能好的二氧化硅保护层。这不仅使硅晶体管比锗晶体管更加稳定,性能更加好,而且更重要的是在技术上大大前进一步,即发明了晶体管平面工艺,为50年代末集成电路的问世准备了可靠的基础,这正是微电子技术的第二次重大技术突破,也是电子技术的第三次重大技术突破。
1.1.3 从小规模到大规模
微电子技术发展过程中最令人惊奇的是从1958年到1987年20年间集成电路的集成度从10个元件的数量级提高到10万个元件,是微电子技术的第三次重大技术突破,也是电子技术的第四次重大技术突破。今天,集成度已进一步
3 国防预研和国家自然科学基金项目。
提高到1000万个元件,更是令人兴奋不已!事实上,1988年,美国国际商用机器公司(IBM)已研制成功存储容量达64兆位的动态随机存取存储器芯片,集成电路的条宽只有0.35微米。目前已经做到0.25微米的批量生产,并向0.1微米和更小的尺寸进军。空间尺度在0.1～100nm定义为纳米空间[1～8],在纳米空间电子的波动性质将以明显的优势显示出来。微电子技术将面临挑战,于是纳米电子技术应运而生。我们看到微电子学向纳米电子学发展的必然趋势[9]。
1.1.4 从成群电子到单个电子
微电子技术面临挑战,但科学家在挑战面前并不歇脚,仍在不断地探索解决问题的新途径。事物发展过程常常会在一定条件下发生转化,有些制约条件,只要科学合理地加以应用,就可能转化为一种新的技术途径。正是“山穷水尽疑无路,柳暗花明又一村”。美国电话电报公司的贝尔实验室于1988年研制成功隧道三极管。这种新型电子器件的基本原理是在两个半导体之间形成一层很薄的绝缘体其厚度在1～10纳米之间,此时电子会有一定的几率穿越绝缘层。这就是量子隧道效应。由于巧妙地利用了量子隧道效应,所以器件的尺寸比目前的集成电路小100倍,而运算速度提高1000～10000倍,功率损耗只有传统晶体管的1/1000～1/ 10000。显然,体积小,速度快,功耗低的崭新器件,对超越集成电路的物理限制具有重要的意义,是微电子技术的第四次重大技术突破,也是电子技术的第五次重大技术突破。随着研究工作的深入发展,近年已研制成功单电子晶体管,只要控制单个电子就可以完成特定的功能。
1.2 集成度的提高
晶体管是控制成群电子的集体运动状态的器件,它的发明和发展导致1958年半导体集成电路的产生。集成电路与由分立元器件组成的电路相比较,有体积小,重量轻,功耗下降,速度提高,高可靠和低成本等优点,即性能/价格比大幅度提高,因而引起学术界和工业界的极大兴趣和关注。从此,逐步形成新兴工业技术,成为整个电子工业技术的重要组成部分。
微电子技术作为现代高技术的重要支柱,经历了若干发展阶段[10～11]。50年代末发展起来的小规模集成电路(SSI),集成度在100个元器件;60年代发展了中规模集成电路(MSI),集成度在1000个元器件;70年代又发展了大规模集成电路(L SI),集成度大于1000个元器件;紧接着70年代末进一步发展了超大规模集成电路(VL SI),集成度在105个元器件;80年代更进一步发展了特大规模集成电路(UL2 SI),集成度又比VL SI提高了一个数量级,达到106个元器件以上。随着集成电路集成度的提高,版图设计的条宽不断减小。1985年,1兆位特大集成电路的集成度达到200万个元器件,要求条宽为1μm;1992年,16兆位的芯片,集成度达到3200万个元器件,条宽减到0.5μm,即500nm;1995年, 64兆位的集成电路,其条宽已达0.3μm,即300nm;1998年, 256兆位线宽为0.25μm,即250nm,下世纪初线宽将更细,集成度会更大提高,在计算机记忆芯片上将集成数十亿个晶体管。预计本世纪无疑将出现1G兆位的特大规模集成电路,那时条宽将只有0.1μm,即100nm。
2 发展战略与市场竞争
世界半导体市场由四大区域组成,即美国、日本、欧洲和东南亚,东南亚是指除日本外的亚太地区,主要包括韩国、台湾、马来西、泰国、新加坡等国家和地区。韩国、台湾半导体起步晚,发展快,已成为世界半导体市场的第3位和第4位。
70年代,日本引进美国的晶体管技术和集成电路技术。1976年,日本成立了超L SI技术攻关组,由富士通、日立制作所、三菱电机、日本电气和东芝等5家竞争对手组成共同开发计算机系统VL SI技术,共同研究微细加工技术、晶体技术、设计技术、工艺技术和测试评价技术。1977年研究出世界上第一块超大规模集成电路64K位随机存取存储器,后来又在1兆位、4兆位和16兆位随机存取存储器的研究方面超过美国,取得领先地位。接着又研制成功了集成度超过1亿个元件的世界第一块特大规模集成电路(UL SI)64K 兆位的随机存取存储器。从1986年起日本在半导体总产值和市场占有率方面都超过美国,居世界第一位。美国政府调整了发展战略,提出了4个基础技术战略计划:①超高速集成电路(VHSIC)计划,以开发1.25～0.5μm的制造技术为主,投资6.8亿美元;②微波毫米波单片集成电路(MIMIC)计划,开发军用的砷化镓模拟集成电路,投资5.4亿美元;③微电子科学技术(MMST)计划,建立一条0.5μm,月投片800大圆片,1000个品种的集成电路生产线,投资1.125亿美元;④半导体制造技术联合体计划Sematech制造出0. 8μm的芯片,赶上了日本。1990年又完成了0.5μm计划,重新占领50%的市场,又居世界第一位。竞争激烈。
3 若干蓬勃发展的研究方向
3.1 纳米电子学
固体内显然是一个多体运动体系,单就电子来说也在1022/cm3的数量级。通常只注意到电子作为粒子的集体运动之宏观效应,而忽略了电子的波动性质。但在纳米空间电子的波动性是不可忽略的。在经过特殊设计的纳米器件(nanoscale device)中,电子将以波动性质来表征其特性,这种器件也称量子功能器件(quantum function device),在纳米空间电子所表现出来的特征和功能将是纳米电子学研究的范畴。纳米器件在结构上有一个显著的特点就是低维结构[12],即2维、1维和0维。
3.1.1 2维量子阱
半导体量子阱(quantum wells)是2维结构器件。利用分子束外延(MBE)技术已经制备出半导体超晶格量子阱。
半导体超晶格是由周期交替生长的两种半导体超薄膜构成的。每种材料的厚度通常为晶格常数的2～20倍。取垂直于超晶格界面的方向为Z方向,则电子在平行于两种材料界面的平面内,即XY平面内的运动不受影响,可以取任意动量,而具有自由粒子的性质,形成2维电子气。电子在XY平面内运动所具有的动能为
E xy
=h 2
2m
3(K 2x +K 2y )(1)
这里h =h/2π,h 是普朗克常数,Kx ,Ky 是波矢分量,m 3
是电子的有效质量。在X Y 平面内电子的动能仍然是准连续的。在垂直于界面的方向上,电子在势阱中量子化能级上能量为
E z =h
2
2m
3(πd )2(n +1)2 n =0,1,2,……(2)式中d 是势阱宽度。事实上电子的运动受到超晶格所附加的周期势的影响,使原来的能带又分裂成许多子能带(图1)
。
图1 超晶格结构导带分裂成子能带
3.1.2 1维量子线
量子线(quantum lines )的线宽尺度为纳米量级(<100nm )。1维量子线在温度降低到某一临界温度时,导体材
料会变成半导体或绝缘体;反之,某些半导体或绝缘体量子线,当温度升高达到某临界温度时,变成导体甚至超导体。称这种转变为Peierls 相变,曾制备成功TaS 31维超导体和1维有机超导体。
3.1.3 0维量子点
量子点(quantum dots )是由少数分子或原子堆积而成的,超微粒的尺度在纳米量级(<50nm )。半导体和金属的原子团(cluster )是典型的0维量子点。
设想往某一量子点注入电子,利用隧道效应,电子可在各量子点之间穿越,形成逻辑电路,预计可以制成10G 量级的存储器。
3.1.4 量子点的实现———纳米导电域
利用电子的量子效应制作的器件也称量子器件。要实现量子效应,在工艺上要实施制作厚度和宽度都只有几十纳米的微小导电区域,这样,当电子被关闭在此纳米导电域中时,才有可能产生量子效应。这是制作量子器件的关键所在。
制作方法处于发展中,目前已被采用的技术有分子束外延(MBE )、原子层外延(AL E )、等离子体增强化学气相淀积(PECVD )[13],和有机金属化学气相淀积(MOCVD )等现代技术。这几种方法都可形成纳米薄膜,例如AL E 是在衬底上以单原子层速度一层一层外延。
日本N EC 制订了量子波计划,中国、美国、欧洲都已成功地制作量子点阵列。在G aAs 衬底上淀积InP 形成纳米岛状结晶的量子点阵列。当用激光照射量子点使之激励时,从量子点释放出蓝光,表明量子点确实具有关闭电子的功能。
在分子束外延生长条件下,当InP 在G aAs 基片上淀积出一层半或更多的InP 单分子层后,无缺陷团簇或量子点就会随之生成。例如当淀积3个分子层后,就会在润湿层上部观察到团簇。每平方厘米约有3′1010个量子点,它们在基片表面上的“原子台阶”上优先凝聚成核,量子点的直径约为15nm ,高约为3nm 的截头金字塔形。量子点的尺寸相互仅偏差10%,这对量子点激光器来说是非常重要的。InP 量子点生成后,还要淀积一层In G aP 以钝化量子点。
3.1.5 单电子晶体管
传统的晶体管是控制成群电子的运动状态形成开关、振荡和放大等功能的。与此不同,单电子晶体管只是控制单个电子的运动状态,器件中只有单个电子移动完成特定功能,称为极限器件。美国IBM 公司和日本日立制作所已研制成功单电子晶体管。
在硅基片表面制作源、漏和跨接于源与漏之间的栅极,电极宽为130nm 。在这些电极上面设置与之交错的梳状电极,每个梳状电极有7个齿,每个齿宽为160nm ,两齿间距140nm 。
如果没有梳状电极,则当给源和漏加上电压时,在电极下面的Si 晶体表面将形成电子移动通道。现在设置梳状电极,并在其上加负电压,而在它下面的栅电极加正电压,则两电极重叠部分的通道将被切断,电子的移动通道将只限于梳状电极无齿部分下面的Si 表面,形成分散形态。这就人为地形成微细导电域,其尺度为几千平方纳米,即量子点阵列(图2)
。
图2 规则量子点列阵
当提高栅极上的正电压时,就会出现电子逾越因加在梳
状电极上的负电压而产生的势垒,即出现隧道效应。于是量子点中某个电子就被传导到相邻的量子点。所以,只要适当调整所加电压,便可随心所欲地自由移动单个电子。
传统的晶体管,是通过移动数以千计的电子来实现特定功能的,如开关动作。随着集成度的提高,功耗成为严重问题。若开发单电子晶体管,则只要控制一个电子的行为即可完成开关动作,因而功耗可降低到原来的1/1000～1/10000,从根本上解决日益严重的功耗问题。而响应速度预计可以提高103～104倍。
根据实验结果,可以设想利用nc 2Si ∶H 薄膜实现量子器件的制作。已经制备成功纳米硅薄膜,并提出分形生长模型[14～16](图3,4,5),分析实验结果表明,nc 2Si ∶H 的晶体组元与界面组元各占约50%,晶粒尺度6nm ,界面宽度约
1nm ,具有独特的结构[17～19]。每一个纳米晶粒就是一个理
想的量子点,而晶粒间薄的界面允许电子以隧道方式通过,
只要实施某种控制机制即可实现量子器件功能。所以nc 2Si ∶H 薄膜可能在光电信息领域参与信息的传输、存储、运算等过程中起重要作用
。
图3 PECVD
系统
图4 薄膜的HREM
像
图5 DRLA 模型
3.2 单芯片系统
单芯片系统(system on chip )一经产生就显示旺盛的生命力,最令人激动的如在微型卫星和纳米卫星上的应用,可以说一片单芯片系统就是一颗卫星。今后在军事和民用领域都将发挥巨大的潜力。这里介绍一个实例。Microtune 公司开发出了据称是世界第一块单芯片电视调谐器,能同时接收来自电缆和地面广播中的模拟和数字信号。大多数电视设计师心目中,电视调谐盒是由线圈、滤波器和许多别的分立元件组装在一个盒子里的前端部件。而现在,它已变成一片小小的集成电路。IBM 用0.8微米的BiCMOS 生产工艺生产Microtune 公司的接收/调谐器芯片,已有样品,计划今年转入大规模投产。
新芯片把一些振荡器和混频器集成在一起,让强信号在公共的基底上无干扰地运行。为了使电路之间的耦合产生的虚假信号降到最小,Microtune 公司研制了由特殊的双转换调谐器构成的体系结构,它同时具有单转换和双转换调谐器的优点。
单转换调谐器用于强调灵敏度的电器,如无线电视的调谐。双转换调谐器虽然更贵,但信号保持性能好,频道选择性强,畸变低,用于有线电视调谐器。
Microtune 公司的特殊双转换调谐设计不需要跟踪滤波器,因而去掉了通常的单转换调谐器必需的分立部件和复杂的手动调节。而且,新芯片还保证新的体系结构能处理混在一起的强信号和弱信号,这是调谐无线广播电视所需要的。
新单芯片系统非常重要,因为随着全频道数字电视时代的到来,接收和调谐数字及模拟电视信号的质量将比以往更关键。因为它是单芯片系统,无需机械调整、校正或人工干预。而传统电视机由分立高频元件组成的调谐器上,这些全是必须的。这样,设备的可靠性大大提高,而费用下降。
单芯片电视调谐器的大小也是一个明显的优点。单芯片系统在将来还会使系统设计者的一些想法成为可能,如接收地面DTV 数据广播的手持式数字数据接收机等成为现实。
3.3 微机电系统
微机电系统(Micro ElectroMechanical System ,MEMS )是一种外形尺寸在毫米量级,组成元器件尺寸在纳米、微米量级的可运作微型机电装置。
MEMS 研究始于60年代,80年代后期有重大进展。90年代,美国、欧洲、日本加大了投资力度。1991年日本通产省制定了MEMS 技术的10年计划,年投资2亿美元。1992年美国国防部制定一项将MEMS 技术从实验室过渡到军事应用的3年计划,经费2400万美元。
MEMS 技术是在微电子技术的基础上发展起来的,利
用集成电路微细加工技术已在硅片上制作直径40
μm 的微齿轮,长度100
μm 的微手术剪刀,采用微米级3维加工技术,制作长度30
μm 的悬臂梁加速度传感器,制造成功各种微型发动机和泵。德国工程师制成黄蜂大小的能升空的直升飞机。微机电系统技术与微电子技术的结合,提供了将信号探测、处理、控制和执行各子系统集成于一体的MEMS ,将在通信、航天、核能、生物、医学、交通等领域发挥独特的作
用,在军事领域更有重大的应用价值。事实上,这项高技术首先得到军方的支持。
随着MEMS技术的发展和对未来可能产生的巨大影响,世界所有发达国家都确认,MEMS技术是一项关系国家重大利益的高技术而给予关注。
3.4 微电子战争
今后,军队将是信息化军队,武器将是信息化武器。以微电子技术为核心技术的国防信息系统(C3I系统)将成为信息化军队的神经中枢。C3I系统集通信、指挥、控制和信息为一体,将在未来战争中起巨大作用。信息化武器,例如精确制导武器,包括制导炸弹、制导炮弹、制导子母弹、巡航导弹、末制导导弹、反辐射导弹等。它们实质上是一种能够获得和利用被攻击目标所提供的位置信息修正自己的弹道以准确命中目标的弹药。这种武器具有一定的智能,可以在敌方火力外发射,自主地识别目标,精确地命中目标。
微电子技术的发展,促进现代武器装备向精确化、自动化、系统集成化、人工智能化、信息化发展,加上红外技术、激光技术、毫米波技术的广泛应用,大大地促进了国防的现代化。微电子技术在洲际武器、航空航天领域、空间战、电子战等方面起着关键的作用。海湾战争和最近北约空袭南斯拉夫实际上是微电子技术战争。多国部队实施的电子侦察、电子干扰与反干扰的各种电子措施,使伊军的引导雷达和防空雷达等许多重要的电子技术装备失灵,从而掌握整个战争的制空权、制海权和主动权。所以说微电子技术在未来战争中将起到最重要的作用,推动着军事领域向现代电子战过渡。
3.5 向极限挑战
微处理器是信息时代的发动机,是今天的计算机和未来的数字电视、立体声系统、家用电器和各种新型的电子装置发展的驱动力。微处理器技术每更新一代只要一两年的时间。在90年代,微处理器的发展速度比预计的还要快。
微处理器作为微电子技术的一个杰出的微型化产品,在硅晶片中封装了几百万个几千万个微小的晶体管,即用于计算计算机指令“0”与“1”的电子开关。据估计全球每天有2亿亿个晶体管在使用,即全世界平均每人4000万个;每年制造的晶体管约1017个与地球上的蚂蚁一样多。
1971年Inter公司的第一个微处理器4004进入市场以来,芯片制造在计算和电子技术方面取得了巨大的进步,支持了摩尔定律,即芯片上集成晶体管的数量和其性能每18 -24个月翻一番。Inter公司的奠基人之一摩尔在1965年注意到了存储器芯片容量的这个发展规律,然而这个规律对微处理器来说也同样正确。晶体管集成的数量从4004的2300个猛增到奔腾Ⅱ芯片的750万个,而其性能也呈指数增长,从每秒执行1万条指令增加到每秒可执行2500万条指令。
在芯片设计中虽然使用了精细的显微技术,但是可能很快就会发现不可能制造这些不可思议的芯片,至少不能够很经济地生产。而且晶体管变得如此之小,其间的导线变得如此之细,使芯片设计者在进入新的一千年时遇到违反物理学定律的障碍。导线已设计得等于头发丝的1/400,而且还能设计得更细,但要实现使电子通过宽度近于零的导线的速度再增加一倍的任务是极其困难的。
微处理器今后几年仍然会发展。IBM和摩托罗拉公司推出500MHz的Power PC芯片,目前正开发主频达1100MHz的芯片。同时Sun Microsystems公司正在设计用于高档工作站的芯片,其上集成有3000～4000万个晶体管,将在2000年推出。
硅片上集成的晶体管数量增加了很多倍,晶体管之间的连接导线越来越细,目前最先进的芯片的导线只有0125微米宽,在未来的两三年内将进一步缩小到0.18和0.13微米。
现在光刻的光源已从可见光改变为波长更短的紫外线,并开始采用远紫外线。波长248nm的紫外线可刻出0. 25μm的线宽,更短的波长193nm可以在晶片上写入宽度为0.18μm的线宽,波长更短的远紫外线可以制作0.13μm的线宽。0.1μm以下的线宽需要采用X射线和电子束为光源。IBM正在研究采用X射线为光刻光源,制作0.1μm以下的线宽,贝尔实验室采用电子束为光源,在实验室条件下制作0.05μm的电路,并正在着手研制0.01μm的电路。这是人类转向单电子量子器件和量子计算机前,能够达到的最接近零宽度电路的极限。
4 关键技术展望
4.1 纳米级线宽
预计到2001年,光刻线条将缩小到0.18μm,这就需要寻找一种可以替代可见光光刻的方法。X射线光刻是可以替代的方法。然而,X射线源的成本较高。所以正在探索其他波长的光源。紫外线被提出,波长248nm的紫外线,能够实现0.25μm的光刻线条,而波长193nm的远紫外线,则可实现0.13μm的线宽(见表1)。也有提出利用相移掩膜和光刻胶相结合的技术,实现0.18μm线条的光刻。
表1 微电子技术进步预测
年 份199519982001200420072010
每3年
的变化
微型化特征尺
寸(μm)0.350.250.180.130.100.07
下降率
30%
存储量(Bit)64M256M1G4G16G64G4倍
每Bit费用
(美分)177310.50.2
下降率
50%
欧洲共同体各国为缩小微电子技术与美国、日本的差距,各国政府投资占50%,工业界占50%,开发0.5μm, 0135μm,0.25μm和0.18μm的生产技术。英国和德国已掌握200mm硅片,0.25μm的技术,法国也达到0.35μm的工艺技术。而美国贝尔实验室在1997年就开发成功利用电子束加工集成电路的技术,线宽达到80nm,大大增加了相同尺寸内容纳的电路数量。
4.2 大面积硅单晶片
硅晶片大尺寸化是2000年以后半导体发展的方向之
一。随着设计线宽微细化、元器件高密度化、高集成化、芯片尺寸大面积化,单个器件成本低价格化,必然过渡到硅晶片大面积化。常用的硅晶片是75mm,125mm和150mm,1996年至1999年使用的硅晶片过渡到200mm。据Strategic Marketing Associates报导,1998年200mm硅片生产线将上升25%。2000年以后,200mm硅晶片将进入大批量生产阶段。1994年美国半导体工业协会(SIA)提出美国半导体技术15年规划。2001年将批量生产1GRAM,设计尺寸0118μm,2004年将批量生产4GRAM,设计尺寸0.13μm,硅晶片尺寸为300mm。Motorola公司对300mm晶片标准是积极的支持者,希望尽快在德州的Austin建成300mm硅晶片生产厂,这个厂将首先使用0.25μm技术制作微处理器和高档集成电路,第二期工程,将迈入0.18μm工艺。
300mm硅晶片的技术要求为:直径300±0.2μm;厚度775±25μm(在圆片中心1点);翘度最大10μm(共取9点,在r/2处取4点,r/6处取4点,中心处1点)等。2000年提供批量生产300mm硅晶片。
4.3 SOI技术
SOI(Silicon2On2Insulator)是一种有发展前途的材料。由于它特有的结构可以实现集成电路中元器件的绝缘隔离,消除体硅CMOS电路中的寄生闩锁效应,同时使集成电路具有寄生电容小、集成密度高、速度高、工艺简单、短沟道效应小、特别适合于低压低功耗电路等优势,因此SOI被认为将成为0.1μm左右集成电路的一种主流技术。最近IBM采用SOI材料后,使采用同样工艺的普通CMOS电路的速度提高35%;在不改变设计和工艺水平的情况下,与普通体硅材料相比,利用SOI材料制作的CPU芯片的速度由400MHz提高到500MHz。SOI材料的种类很多,主要有通过注氧隔离的SIMOX材料、键合再减薄的BESOI材料和将键合与注入相结合的Smart Cut SOI材料。Smart Cut则是今后非常有发展前景的SOI材料,很可能成为今后SOI材料的主流。
4.4 高介电常数介质
利用高介电常数材料作为电容的绝缘介质层的最大优点是在保持电容值和面积尺寸不变的前提下,介质层厚度可以增大许多倍。实验表明,氧化物铁电材料是可利用的高介电常数材料。以(Sr,Ba)TiO3为例,其介电常数高达400,约是SiO2介电常数的100倍,制备电容值和面积相同的电容器件其绝缘介质层厚度可增加100倍,这对改善由于绝缘介质层厚度变薄而引起的技术困难和器件性能退化有很大的好处。作为新的介质仍有待于进一步改善其特性。
4.5 铜互连线技术
随着电路规模的增大,互连线所占的面积迅速增加。在UL SI中金属互连线所占的面积高达80%以上,因此金属互连成为今后集成电路发展的关键。集成电路的延迟问题来自装置的延迟和互连线的延迟。以前互连线做得很大时,连线的延迟很小。现在不同了,连线做到0125μm以后,互连线的延迟比装置本身的延迟更大了,因此非改进不可了。目前广泛采用铝连线。与铝相比,Cu的电阻率为116μΩ2cm,仅为铝的60%;而Cu在275℃的条件下测得的电应力引起的离子漂移速度分别为Au和Al的1/14和1/65,Cu发生电迁移的电流密度的上限为5×106A/cm2,而Al的上限为2×105A/cm2;Cu的应力特性也远好于Al。据估计单就电路的延迟说,用铜比用铝缩小4倍,影响很大。显然,Cu是一种比较理想的互连材料。
然而Cu作为互连材料也存在缺点:由于Cu是间隙杂质,即使在很低的温度下也可以迅速地在硅和SiO2中扩散; Cu在硅中是深能级杂质,Cu扩散进入Si或SiO2中会影响器件的少数载流子寿命和结的漏电流,使器件的性能变坏,甚至失效;当Cu淀积到硅片上后经200℃退火30分钟会形成高阻的铜硅化物;Cu与SiO2的粘附性较差。这就阻碍了Cu作为互连线应用。
为此,必须寻找一种能够阻止Cu向Si或SiO2中扩散的阻挡层。已尝试了W、Ti、Ta、Ta2Si、W2N、TiN、Ti2W、Ti2Si2 N等,利用较多的有TiN、WNx、Ti、W等。IBM和Motorola 公司已经分别独立地实现6层铜互连工艺,预计年内将投入批量生产。
4.6 表面钝化技术
传统的钝化层是采用SiO2,一层几百埃到几千埃的SiO2就可以实现器件表面的钝化作用。但对MOS集成电路,因为SiO2不能有效地阻挡Na+离子的沾污,而不能满足要求。研究发现在SiO2表面覆盖一层磷硅玻璃(PSG)可以很好阻挡Na+离子的沾污。可是PSG中磷与水汽反应生成磷酸,腐蚀金属化引线,造成器件失效。
Si3N4的结构远比SiO2致密,可以很好阻挡Na+离子、水汽等的渗入,但它存在应力大的缺点,不适合于深亚微米集成电路的钝化。近来发现掺氧氮化硅(SiON),具有SiO2和Si3N4两者的优点,已在深亚微米集成电路中得到应用。
4.7 前景诱人
微电子技术发展迅速的动力来自两方面,其一是深厚的固体理论提供了可以开拓的基础,其二是社会的需求提供了广阔的市场。
微电子技术微型化的特征尺度每3年缩小30%,芯片的存储量每3年提高4倍,集成度每3年提高2倍,预计2010年UL SI将有更巨大的技术开拓。那时一块集成电路可以容纳1亿个以上晶体管,甚至达到几十亿个晶体管的极限,是目前集成度的上百倍。
21世纪初,具有高速、低功耗、高温、发光等优点的半导体SiC将得到应用。神经网络式超大规模集成电路和模糊芯片将得到更大发展。
总之,微电子技术已经而且必将继续在人类社会的各个方面,特别是在通信、军事、工业自动化、高效农业、生物医学等领域起着十分重要的作用,而推动着社会的信息化进程。
5 结束语———周期理论
对电子在真空中和在固体中的行为进行控制已取得举世瞩目的辉煌成就,这是众所周知的事实,但是,迄今为止只
利用了电子波粒二相性的粒子性一相,而忽视了波动性的另一相;其次,各种传统电子元器件都是通过控制电子数量来实现信号处理的,例如开关器件是控制电子流的有无来实现电路的通断,以“1”或“0”显示之;放大器件则是控制通过的电子数目多少来完成放大功能的。而量子器件不单纯通过控制电子数目的多少,主要是通过控制电子波动的相位来实现某种功能的。因此,量子器件有更高的响应速度和更低的功率消耗。分析表明,现有Si和G aAs器件无论如何进行改进,其响应速度最高只能达到10～12秒,功耗最低只能降至1μW。然而量子器件的相应数据要优103～104倍。由于器件尺度为纳米量级,因而集成度可大幅度提高。还有结构简单、高可靠性、低成本等优点。所以,纳米半导体薄膜和纳米电子学将同步地迅速发展。
世界经济兴衰波动遵循“周期理论”,周期约为60年。分析电子技术的发展进程,也类似地存在周期理论,其周期约40年。从1905年真空电子管发明到1947年半导体晶体管发明,其间经历42年;此后,又过了40年,到1987年出现特大规模集成电路(UL SI),集成度超过106,微电子技术发展到了很高的水平;从1987年到21世纪初2027年,又一个40年,预计微电技术将发展到以纳米计量的阶段,分子器件、量子器件将得到大的发展,纳米电子学将在21世纪上叶形成规模,一次新的电子技术革命将在世界范围掀起,从而有力的推动着信息社会向更高境界发展。
参考文献
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Progress and Challenge of The Microelectronic T echnology
Professor L IN H ongyi
(Department of Electronic E ngineering,B eijing Institute of T echnology,B eijing100081)
Professor L I Yingxu
(Institute of Microelectronics,B eijing U niversity,B eijing100871)
Abstract:People have m ade great progress i n the f iel d of m icroelect ronic technology w ith the development f or over f if ty years af ter J.B ardeen,W.H.B rattai n and W.B.S hockley i nvented t ransistor,because the m i2 croelect ronic technology have become very i m portant i n m any f iel ds of hum an society.We w ill enti rely enter an i nf orm ation ti mes under the development of m icroelect ronic technology.
K ey w ords:m icroelect ronic technology,i ntegrated ci rcuit,nanoelect ronics,m icroelect romechanical systems (M EM S),system on chi p
作者简介
林鸿溢(L IN Hongyi),男,福建莆田人。1961年毕业于南京大学物理学系。
现任北京理工大学电子工程系教授,博士后合作导师,纳米材料学科带头人,纳米
技术实验室负责人,国防科工委专家组成员,北京大学与上海交通大学联合纳米技
术国家重点实验室学术委员,清华大学纳米技术研究中心学术委员。
1961年进入中国科学院半导体研究所,完成前沿学科“半导体电子自旋共振
研究”等多个课题。在《物理学报》上发表我国第一篇ESR实验研究论文,合作研
制我国第一个Gunn体效应器件和我国第一个毫米波硅雪崩器件。1978年至今在
北京理工大学任教,从事凝聚态物理和微电子学研究与教学,技术领域涉及新材料、微电子、传感器和纳米技术等。先后主讲9门课,先后主持国防科工委,国家自然科学基金委,中国工程物理研究院和航空科学基金委等多个研究项目。研究成果“金刚石薄膜特性及其应用”获机械电子部兵器科学研究院二等奖;“非晶态硅表面,界面及微结构研究”通过机械电子部部级鉴定,获大学科技进步一等奖;“纳米半导体研究”获中国兵工学会二等奖;“加速度传感器研究”获部级科技进步奖等20个奖励证书。在《半导体学报》上首先把“分形理论”引入无序半导体体系,在《电子学报》上首先提出“纳米电子学”的新概念。1990年应邀赴日本任东京Noko 大学电子信息系客座教授。先后赴美国、法国、西班牙、
日本等国和香港特区访问 和参加国际学术会议。著有《固体物理学》、《分形论-奇异性探索》等7部著作,在
国内外发表约160篇学术论文和数十篇普及性科技文章,拥有众多读者。
李映雪(L I Y ingxue ),女,辽宁沈阳人。1962年毕业于北京大学物理学系。现任北京大学微电子研究所教授,曾任SOI 研究室负责人,从事微电子学研究与教学,先后主持国家重点科技攻关和军事电子预研等多个项目。曾获国家重点科技攻关重大成果奖和光华奖等多个奖励证书。在国内外发表40多篇学术论文,合作出版专著和译著3部。
(责任编辑:曙 光)
国外新闻
电脑来龙去脉众说纷纭
电脑毫无疑问是20世纪意义最重大和影响最深远的科技发明之一。那么,到底谁发明了第一台电脑?现代电脑将走向何方?这些有关电脑来龙去脉的问题现在还是众说纷纭。
电脑从问世到现在经历了大约半个世纪,它凝聚了无数科学家的智慧和心血,因此“电脑之父”的头衔也许不应戴在一个人的头上。
但美国人和英国人一直在争夺第一台电脑的发明权。美国人说1946年在宾夕法尼亚大学开始运行的“电子数字
积分电脑”
(EN IAC )是世界上第一台现代意义上的电脑,而英国人说他们研制的“科洛萨斯”电脑比美国早了两年,才是真正的世界第一。
有关第一台电脑的争论目前还在继续。美国《华尔街日报》记者斯科特?麦卡特尼上周出版了一本新书,似乎没有理睬英国人的说法,而只是讲到有关美国人发明第一台电脑的是是非非。这本题为《EN IAC :世界第一台电脑的成就与不幸》的新书说,电子数字积分电脑的始作俑者是美国物理学家约翰?莫奇利和工程师小埃克特,他们应当是“电脑之父”。他们几经周折研制出的这个庞然大物由17458个真空管组成,重30吨,造价达48万美元。它计算炮弹弹道需30秒钟,虽然大大慢于现代电脑,但比人力计算所需的20小时还是快了许多。
不过在美国的电脑历史上还有两位约翰声称拥有“电脑之父”的头衔,一位是约翰?冯诺伊曼,他是现代电脑理论的奠基人之一,曾经参与美国第一台电脑的后期研制工作;另一位是衣阿华州立大学教授约翰?阿塔纳索夫,他曾经在
1941年请莫奇利看过他正在研制的全部数字化电脑。
如果说有关“电脑之父”的争论涉及一些科学家的名誉和历史地位的话,那么关于现代电脑走向的不同说法,则带着浓厚的商业和市场竞争的气息。
一方面电脑制造商和相关产业固守传统阵地,另一方面半导体、通信和新兴的网络产业正在培育新的市场。眼花缭乱的消费者莫衷一是,在电脑、电视、电话、因特网、无线与有线、台式和袖珍等等的新技术和新产品面前无所适从。他们期待着更简单、更便宜和效率更高的多功能通信产品出现。但是由于电脑已经相当普及,人们最关心的还是:电脑会不会死亡?
美国已经有许多人对此作了种种不同的预测,争论在电脑和网络产业之间如火如荼。现在的焦点之一是,未来的信息社会是以电脑为中心还是以因特网为中心?比尔?盖茨最近在《新闻周刊》上撰文说,电脑还会作为一种基本的通信工具存在下去,但同时它将与其他新产品协同工作,从而将出现一个“电脑加一点什么”的时代。
但微软的竞争者———信息管理软件供应商ORACL E 的常务副总裁布卢姆说,微软的“电脑中心说”是过时的商业模式,而以因特网为中心的新产业将使微软承受巨大损失。对此,微软总裁鲍尔默上周在西雅图的一次华盛顿州软件联盟会议上说,他接受新联网工具的观念,但不接受电脑会消失的说法,电脑还会有20年的生命力。
看来电脑和网络产业的不同说法反映出双方对技术进步和市场发育有着不同的估计,那么消费者最终将做出怎样的选择呢?(新华社供本刊稿)
构造地质学研究现状和发展趋势.docx
构造地质学研究现状和发展趋势 构造地质学是地质学分支学科之一，以岩石圈的各种地质体作为研究对象,探究其组合形式及形成、发育、变形、破坏规律。一般根据其研究对象和研究内容的差异,分为狭义构造地质学和广义构造地质学。狭义构造地质学侧重于对中、小型地质体的研究，主要研究这些构造的几何形态、产状、规模、形成演化等。广义构造地质学的研究范围更加广阔，从地壳演变至岩石圈结构,从重要造山带至板块边界，从显微构造到晶格错位，几乎涵盖了10_8?108cm的所有地质体。近代以来,构造地质学研究获得了空前发展。20世纪60年代以来，板块构造理论体系得以建立和完善;20世纪70年代以来，大陆构造研究得到了重视;20世纪80年代以来，重点研究岩石圈的演化和三维岩石圈的建立；20世纪90年代以来，大陆动力学研究兴起。这些研究使得构造地质学在研究深度和研究广度上取得了重要进展。 1.构造解析构造学本质上是对地质体变形和演化的认识，构造地质学强调野外实地观测，其主要研究方法是构造解析法。构造解析是对地质体空间关系和形成规律的分析解释，内容包括对地质体的几何学、运动学和动力学的分析气几何学解析是指对地质体的产状、规模、组合形式进行研究，进而概化为构造模式。运动学解析主要研究地质体在构造作用中发生的变形和位移。动力学解析是在几何学解析和运动学解析的基础上，反推构造应力的性质、大小、方向，分析和解释该研究区域的构造演化史。 2.研究现状步人20世纪后，构造地质学开始从形态描述逐渐进人对地质体的成因和力学分析研究中，由定性观察转入定量研究，由几何学研究转人运动学、动力学的领域。相关学科的新方法、新思路的引人,使得构造地质学获得了极大地进步，促进了构造地质学和其他学科的交流融合。尤其20世纪60年代后，以板块构造为主的各种新理论的提出，促使构造地质学的发展进入全新阶段。 2.1板块构造理论体系相关研究1968年前后，地质学家归纳了大陆漂移和海底扩张的研究成果，并在此基础上从全球统一的角度提出了板块构造理论,该理论将固体地球表层在垂向上划分为刚性岩石圈和塑性软
微电子技术的发展历史与前景展望
微电子技术的发展历史与前景展望 姓名：张海洋班级：12电本一学号：1250720044 摘要：微电子是影响一个国家发展的重要因素,在国家的经济发展中占有举 足轻重的地位，本文简要介绍微电子的发展史，并且从光刻技术、氧化和扩散技术、多层布线技术和电容器材料技术等技术对微电子技术做前景展望。 关键词：微电子晶体管集成电路半导体。 微电子学是研究在固体（主要是半导体）材料上构成的微小型化电路、电路及系统的电子学分支，它主要研究电子或粒子在固体材料中的运动规律及其应用，并利用它实现信号处理功能的科学，以实现电路的系统和集成为目的，实用性强。微电子产业是基础性产业，是信息产业的核心技术，它之所以发展得如此之快，除了技术本身对国民经济的巨大贡献之外，还与它极强的渗透性有关。 微电子学兴起在现代，在1883年，爱迪生把一根钢丝电极封入灯泡，靠近灯丝，发现碳丝加热后，铜丝上有微弱的电流通过，这就是所谓的“爱迪生效应”。电子的发现，证实“爱迪生效应”是热电子发射效应。 英国另一位科学家弗莱明首先看到了它的实用价值，1904年，他进一步发现，有热电极和冷电极两个电极的真空管，对于从空气中传来的交变无线电波具有“检波器”的作用，他把这种管子称为“热离子管”，并在英国取得了专利。这就是“二极真空电子管”。自此，晶体管就有了一个雏形。 在1947年，临近圣诞节的时候，在贝尔实验室内，一个半导体材料与一个弯支架被堆放在了一起，世界上第一个晶体管就诞生了，由于晶体管有着比电子管更好的性能，所以在此后的10年内，晶体管飞速发展。 1958年，德州仪器的工程师Jack Kilby将三种电子元件结合到一片小小的硅片上，制出了世界上第一个集成电路（IC）。到1959年，就有人尝试着使用硅来制造集成电路，这个时期，实用硅平面IC制造飞速发展.。 第二年，也是在贝尔实验室，D. Kahng和Martin Atalla发明了MOSFET，因为MOSFET制造成本低廉与使用面积较小、高整合度的特点，集成电路可以变得很小。至此，微电子学已经发展到了一定的高度。 然后就是在1965年，摩尔对集成电路做出了一个大胆的预测：集成电路的芯片集成度将以四年翻两番，而成本却成比例的递减。在当时，这种预测看起来是不可思议，但是现在事实证明，摩尔的预测诗完全正确的。 接下来，就是Intel制造出了一系列的CPU芯片，将我们完全的带入了信息时代。 由上面我们可以看出，微电子技术是当代发展最快的技术之一，是电子信息产业的基础和心脏。时至今日，微电子技术变得更加重要，无论是在航天航空技术、遥测传感技术、通讯技术、计算机技术、网络技术或家用电器产业，都离不开微电子技术的发展。甚至是在现代战争中，微电子技术也是随处可见。在我国，已经把电子信息产业列为国民经济的支拄性产业，微电子信息技术在我国也正受到越来越多的关注，其重要性也不言而喻，如今，微电子技术已成为衡量一个国家科学技术进步和综合国力的重要标志，微电子科学技术的发展水平和产业规模是一个国家经济实力的重要标志。
微电子导论论文--发展及历史
中国微电子技术发展现状及发展趋势 论文概要： 介绍了中国微电子技术的发展现状，并阐述对微电子技术发展趋势的展望。针对日前世界局势紧张，战争不断的状况，本文在最后浅析了微电子技术在未来轻兵器上的应用。 一．我国微电子技术发展状况 1956年7月，国务院科学专业化规划委员会正式成立，组织数百各科学家和技术专家编制了十二年（1965—1967年）科学技术远景规划，这个著名的《十二年规划》中，明确地把发展计算机技术、半导体技术、无线电电子学、自动化和遥感技术放到战略的重点上，我国半导体晶体管是1957年研制成功的，1960年开始形成生产；集成电路始于1962年，于1968年形成生产；大规模集成电路始于70年代初，80年代初形成生产。但是，同世界先进水平相比较，我们还存在较大的差距。在生产规模上，目前我国集成电路工业还没有实现高技术、低价格的工业化大生产，而国外的发展却很快，美国IBM 公司在日本的野洲工厂生产64K动态存贮器，1983年秋正式投产后，每日处理硅片几万片，月产量为上百万块电路，生产设备投资约8000万美元。日本三菱电机公司于1981年2月开始动土兴建工厂，1984年投产，计划生产64K动态存贮器，月产300万块，总投资约为1.2亿美元。 此外，在美国和日本，把半导体研究成果形成工业化生产的周期也比较短。在美国和日本，出现晶体观后，形成工业生产能力是3年；出现集成电路后形成工业生产能力是1—3年；出现大规模集成电路后形成工业生产能力是1—2年；出现超大规模集成电路后形成工业生产能力是4年。我国半导体集成电路工业长期以来也是停留在手工业和实验室的生产方式上。近几年引进了一些生产线，个别单位才开始有些改观，但与国外的差距还是相当大的。 从产品的产值和产量方面来看，目前，全世界半导体与微电子市场为美国和日本所垄断。这两国集成电路的产量约占体世界产量的百分之九十，早期是美国独占市场，而日本后起直追。1975年美国的半导体与集成电路的产值是66亿美元，分离器件产量为110多亿只，集成路为50多亿块；日本的半导体与集成电路的产值是30亿美元，分离器件产量为122亿只，集成电路为17亿块。1982年美国的半导体与集成电路的产值为75美元，分离器件产量为260多亿只，集成电路为90多亿块；日本的半导体与集成电路的产值为38亿美元，分离器件产量300多亿只，集成电路40多亿块。我国集成电路自1976年至1982年，产量一直在1200万块至3000万块之间波动，没有大幅度的提高，1982年我国半导体与集成电路的产值是0.75亿美元，产量为1313万块，相当于美国1965年和日本1968年的水平。（1965年美国的半导体与集成电路的产值是0.79亿美元，产量为950万块；1968年日本的半导体与集成电路的产值为0.47亿美元，产量为1988万块）。 在价格、成本、劳动生产率、成品率等方面，差距比几十倍还大得多，并且我国小规模集成电路的成品率比国外低1—3倍；中规模集成电路的成品率比国外低3—7倍。目前中、小规模集成电路成品率比日本1969年的水平还低。从经济效益和原材料消耗方面考虑，国外一般认为，进入工业生产的中、小规模集成电路成品率不应低于50%，大规模集成电路成品率不应低于30%。我国集成电路成品率的进一步提高，已迫在眉睫，这是使我国集成电路降低成本，进入工业化大生产、提高企业经济效益带有根本性的一环。从价格上来看，集成电路价格是当前我国集成电路工业中的重大问题，产品优质价廉，市场才有立足之地。我国半导体集成电路价格，长期以来，降价较缓慢，近两三年来，集成电路的平均价格为每块10元左右，这种价格水平均相当于美国和日本1965
国内外研究现状及发展趋势
国内外研究现状及发展趋势 世界银行2000年研究报告《中国：服务业发展和中国经济竞争力》的研究结果表明，在中国有4个服务性行业对于提高生产力和推动中国经济增长具有重要意义，它们是物流服务、商业服务、电子商务和电信。其中，物流服务占1997年服务业产出的42．4％，是比重最大的一类。进入21世纪，中国要实现对WTO缔约国全面开放服务业的承诺，物流服务作为在服务业中所占比例较大的服务门类，肯定会首先遭遇国际物流业的竞争。 物流的配送方式从手工下单、手工核查的方式慢慢转变成现今的物流平台电子信息化管理方式，从而节省了大量的人力，使得配送流程管理自动化、一体化。 当今出现一种智能运输系统，即是物流系统的一种，也是我国未来大力研究的方向。它是指采用信息处理、通信、控制、电子等先进技术，使人、车、路更加协调地结合在一起，减少交通事故、阻塞和污染，从而提高交通运输效率及生产率的综合系统。我国是从70年代开始注意电子信息技术在公路交通领域的研究及应用工作的，相应建立了电子信息技术、科技情报信息、交通工程、自动控制等方面的研究机构。迄今为止以取得了以道路桥梁自动化检测、道路桥梁数据库、高速公路通信监控系统、高速公路收费系统、交通与气象数据采
集自动化系统等为代表的一批成果。尽管如此，由于研究的分散以及研究水平所限，形成多数研究项目是针对交通运输的某一局部问题而进得的，缺乏一个综全性的、具有战略意义的研究项目恰恰是覆盖这些领域的一项综合性技术，也就是说可以通过智能运输系统将原来这些互不相干的项目有机的联系在一起，使公路交通系统的规划、建设、管理、运营等各方面工作在更高的层次上协调发展，使公路交通发挥出更大的效益。 1.国内物流产业发展迅速。国内物流产业正处在前所未有的高速增长阶段。2008年，全国社会物流总额达89.9万亿元，比2000年增长4.2倍，年均增长23%；物流业实现增加值2万亿元，比2000年增长1.9倍，年均增长14%。2008年，物流业增加值占全部服务业增加值的比重为16. 5%，占GDP的比重为6. 6%。预计“十一五”期间，我国物流产业年均增速保持在15%以上，远远高于美国的10%和加拿大、西欧的9%。 2.物流专业化水平与服务效率不断提高。社会物流总费用与GDP 的比例体现了一个国家物流产业专业化水平和服务效率。我国社会物流总费用与GDP的比例在近年来呈现不断下降趋势，“十五”期间，社会物流总费用占GDP的比例，由2000年的19.4%下降到2006年的18. 3%；2007年这一比例则下降到18. 0%，标志着我国物流产业的专业化水平和服务效率不断提高。但同发达国家相比较，我国物流
微电子技术的发展
什么是集成电路和微电子学 集成电路（Integrated Circuit，简称IC）：一半导体单晶片作为基片，采用平面工艺，将晶体管、电阻、电容等元器件及其连线所构成的电路制作在基片上所构成的一个微型化的电路或系统。 微电子技术 微电子是研究电子在半导体和集成电路中的物理现象、物理规律，病致力于这些物理现象、物理规律的应用，包括器件物理、器件结构、材料制备、集成工艺、电路与系统设计、自动测试以及封装、组装等一系列的理论和技术问题。微电子学研究的对象除了集成电路以外，还包括集成电子器件、集成超导器件等。 集成电路的优点：体积小、重量轻;功耗小、成本低；速度快、可靠性高； 微电子学是一门发展极为迅速的学科，高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微电子学发展的方向； 衡量微电子技术进步的标志要在三个方面：一是缩小芯片器件结构的尺寸，即缩小加工线条的宽度；而是增加芯片中所包含的元器件的数量，即扩大集成规模；三是开拓有针对性的设计应用。 微电子技术的发展历史 1947年晶体管的发明；到1958年前后已研究成功一这种组件为基础的混合组件； 1958年美国的杰克基尔比发明了第一个锗集成电路。1960年3月基尔比所在的德州仪器公司宣布了第一个集成电路产品，即多谐振荡器的诞生，它可用作二进制计数器、移位寄存器。它包括2个晶体管、4个二极管、6个电阻和4个电容，封装在0.25英寸*0.12英寸的管壳内，厚度为0.03英寸。这一发明具有划时代的意义，它掀开了半导体科学与技术史上全新的篇章。 1960年宣布发明了能实际应用的金属氧化物—半导体场效应晶体管（metal-oxide-semiconductor field effect transistor ，MOSFET）。 1962年生产出晶体管——晶体管逻辑电路和发射极耦合逻辑电路； 由于MOS电路在高度集成和功耗方面的优点，70年代，微电子技术进入了MOS电路时代；随着集成密度日益提高，集成电路正向集成系统发展，电路的设计也日益复杂、费事和昂贵。实际上如果没有计算机的辅助，较复杂的大规模集成电路的设计是不可能的。 微电子发展状态与趋势 微电子也就是集成电路，它是电子信息科学与技术的一门前沿学科。中国科学院王阳元院士曾经这样评价：微电子是最能体现知识经济特征的典型产品之一。在世界上，美国把微电子视为他们的战略性产业，日本则把它摆到了“电子立国”的高度。可以毫不夸张地说，微电子技术是当今信息社会和时代的核心竞争力。 在我国，电子信息产业已成为国民经济的支柱性产业，作为支撑信息产业的微电子技术，近年来在我国出现、崛起并以突飞猛进的速度发展起来。微电子技术已成为衡量一个国家科学技术进步和综合国力的重要标志。 1.微电子发展状态 1956年五校在北大联合创建半导体专业：北京大学、南京大学、复旦大学、
浅谈我对微电子的认识
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我是电子信息科学与技术专业的学生，考虑到微电子对我们专业知识学习的重要性，我怀着极大的热情报了《微电子入门》这门选修课。希望通过这门课的学习，使我对微电子有更深入的认识，以便为以后的专业课学习打下基础。 微电子是一门新兴产业，它的发展关系着国计民生。它不仅应用于科学领域，也被广泛应用于国防、航天、民生等领域。它的广泛应用，使人们的生活更见方便。现代人的生活越来越离不开电子。因此，对电子的了解显得十分重要。微电子作为电子科学的一个分支，也发挥着日益重要的作用。通过几周的学习，我对微电子有了初步的认识。 首先，我了解了微电子的发展史，1947年晶体管的发明，后来又结合印刷电路组装使电子电路在小型化的方面前进了一大步。到1958年前后已研究成功以这种组件为基础的混合组件。集成电路的主要工艺技术，是在50年代后半期硅平面晶体管技术和更早的金属真空涂膜学技术基础上发展起来的。1964年出现了磁双极型集成电路产品。 1962年生产出晶体管——晶体管理逻辑电路和发射极藉合逻辑电路。MOS集成电路出现。由于MOS电路在高度集成方面的优点和集成电路对电子技术的影响，集成电路发展越来越快。 70年代，微电子技术进入了以大规模集成电路为中心的新阶段。随着集成密度日益提高，集成电路正向集成系统发展，电路的设计也日益复杂、费时和昂贵。实际上如果没有计算机的辅助，较复杂的大规模集成电路的设计是不可能的。70年代以来，集成电路利用计算机的设计有很大的进展。制版的计算机辅助设计、器件模拟、电路模拟、逻辑模拟、布局布线的计算辅助设计等程序，都先后研究成功，并发展成为包括校核、优化等算法在内的混合计算机辅助设计，乃至整套设备的计算机辅助设计系统。 微电子技术是随着集成电路，尤其是超大型规模集成电路而发展起来的一门新的技术。微电子技术包括系统电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、自动测试以及封装、组装等一系列专门的技术，微电子技术是微电子学中的各项工艺
机器人研究现状及发展趋势
机器人发展历史、现状、应用、及发展 趋势 院系：信息工程学院 专业：电子信息工程 姓名：王炳乾
机器人发展历史、现状、应用、及发展趋势 摘要：随着计算机技术不断向智能化方向发展,机器人应用领域的不断扩展和深化,机器人已成为一种高新技术产业,为工业自动化发挥了巨大作用,将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。文章介绍了机器人的国内国外的发展历史、状况、应用、并对机器人的发展趋势作了预测。 关键词：机器人;发展；现状；应用；发展趋势。 1．机器人的发展史 1662年，日本的竹田近江利用钟表技术发明了自动机器玩偶并公开表演。 1738年，法国技师杰克·戴·瓦克逊发明了机器鸭，它会嘎嘎叫、进食和游泳。 1773年，瑞士钟表匠杰克·道罗斯发明了能书写、演奏的玩偶，其体内全是齿轮和发条。它们手执画笔、颜料、墨水瓶，在欧洲很受青睐。 保存至今的、最早的机器人是瑞士的努萨蒂尔历史博物馆里少女形象的玩偶，有200年历史。她可以用风琴演奏。 1893年，在机械实物制造方面，发明家摩尔制造了“蒸汽人”，它靠蒸汽驱动行走。 20世纪以后，机器人的研究与开发情况更好，实用机器人问世。 1927年，美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人“电报箱”。它是电动机器人，装有无线电发报机。 1959年第一台可以编程、画坐标的工业机器人在美国诞生。 现代机器人 有关现代机器人的研究始于20世纪中期，计算机以及自动化技术的发展、原子能的开发利用是前提条件。1946年，第一台数字电子计算机问世。随后，计算机大批量生产的需要推动了自动化技术的发展。1952年，数控机床诞生，随后相关研究不断深入；同时，各国原子能实验室需要代替人类处理放射性物质的机械。
(完整版)微电子技术发展现状与趋势
本文由jschen63贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 微电子技术的发展 主要内容 微电子技术概述；微电子发展历史及特点；微电子前沿技术；微电子技术在军事中的应用。 2010-11-26 北京理工大学微电子所 2 2010-11-26 北京理工大学微电子所 3 工艺流程图 厚膜、深刻蚀、次数少多次重复 去除 刻刻蚀 牺牲层，释放结构 多 工艺 工工艺 2010-11-26 工 5 微电子技术概述 微电子技术是随着集成电路，尤其是超大规模集成电路而发展起来的一门新的技术。微电子技术包括系统电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、自动测试以及封装、组装等一系列专门的技术，微电子技术是微电子学中的各项工艺技术的总和；微电子学是一门发展极为迅速的学科，高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微电子学发展的方向；衡量微电子技术进步的标志要在三个方面：一是缩小芯片中器件结构的尺寸，即缩小加工线条的宽度；二是增加芯片中所包含的元器件的数量，即扩大集成规模；三是开拓有针对性的设计应用。 2010-11-26 北京理工大学微电子所 6 微电子技术的发展历史 1947年晶体管的发明；到1958年前后已研究成功以这种组件为基础的混合组件； 1962年生产出晶体管——晶体管逻辑电路和发射极耦合逻辑电路；由于MOS电路在高度集成和功耗方面的优点，70 年代，微电子技术进入了MOS电路时代；随着集成密度日益提高，集成电路正向集成系统发展，电路的设计也日益复杂、费时和昂贵。实际上如果没有计算机的辅助，较复杂的大规模集成电路的设计是不可能的。 2010-11-26 北京理工大学微电子所 7 微电子技术的发展特点 超高速：从1958年TI研制出第一个集成电路触发器算起，到2003年Intel推出的奔腾4处理器（包含5500 万个晶体管）和512Mb DRAM（包含超过5亿个晶体管），集成电路年平均增长率达到45％；辐射面广：集成电路的快速发展，极大的影响了社会的方方面面，因此微电子产业被列为支柱产业。
微电子技术发展趋势及未来发展展望
微电子技术发展趋势及未来发展展望 论文概要： 本文介绍了穆尔定律及其相关内容，并阐述对微电子技术发展趋势的展望。针对日前世界局势紧张，战争不断的状况，本文在最后浅析了微电子技术在未来轻兵器上的应用。由于这是我第一次写正式论文，恳请老师及时指出文中的错误，以便我及时改正。 一．微电子技术发展趋势 微电子技术是当代发展最快的技术之一，是电子信息产业的基础和心脏。微电子技术的发展，大大推动了航天航空技术、遥测传感技术、通讯技术、计算机技术、网络技术及家用电器产业的迅猛发展。微电子技术的发展和应用，几乎使现代战争成为信息战、电子战。在我国，已经把电子信息产业列为国民经济的支拄性产业。如今，微电子技术已成为衡量一个国家科学技术进步和综合国力的重要标志。 集成电路(IC)是微电子技术的核心，是电子工业的“粮食”。集成电路已发展到超大规模和甚大规模、深亚微米(0.25μm)精度和可集成数百万晶体管的水平，现在已把整个电子系统集成在一个芯片上。人们认为：微电子技术的发展和应用使全球发生了第三次工业革命。 1965年，Intel公司创始人之一的董事长Gorden Moore在研究存贮器芯片上晶体管增长数的时间关系时发现，每过18～24个月，芯片集成度提高一倍。这一关系被称为穆尔定律(Moores Law)，一直沿用至今。 穆尔定律受两个因素制约，首先是事业的限制(business Limitations)。随着芯片集成度的提高，生产成本几乎呈指数增长。其次是物理限制(Physical Limitations)。当芯片设计及工艺进入到原子级时就会出现问题。 DRAM的生产设备每更新一代，投资费用将增加1.7倍，被称为V3法则。目前建设一条月产5000万块16MDRAM的生产线，至少需要10亿美元。据此，64M位的生产线就要17亿美元，256M位的生产线需要29亿美元，1G位生产线需要将近50亿美元。 至于物理限制，人们普遍认为，电路线宽达到0.05μm时，制作器件就会碰到严重问题。 从集成电路的发展看，每前进一步，线宽将乘上一个0.7的常数。即：如果把0.25μm看作下一代技术,那么几年后又一代新产品将达到 0.18μm(0.25μm×0.7)，再过几年则会达到0.13μm。依次类推，这样再经过两三代，集成电路即将到达0.05μm。每一代大约需要经过3年左右。 二.微电子技术的发展趋势 几十年来集成电路(IC)技术一直以极高的速度发展。如前文中提到的，著名的穆尔(Moore)定则指出，IC的集成度(每个微电子芯片上集成的器件数)，每3年左右为一代，每代翻两番。对应于IC制作工艺中的特征线宽则每代缩小30％。根据按比例缩小原理(Scaling Down Principle)，特征线条越窄，IC的工作速度越快，单元功能消耗的功率越低。所以，IC的每一代发展不仅使集成度提高，同时也使其性能(速度、功耗、可靠性等)大大改善。与IC加工精度提高的同时，加工的硅圆片的尺寸却在不断增大，生产硅片的批量也不断提高。以上这些导致
国内外公路研究现状与发展趋势
第1章绪论 1.1我国公路现状 交通运输业是国民经济中从事运送货物和旅客的社会生产部门，是国民经济和社会发展的动脉，是经济社会发展的基础行业、先行产业。交通运输主要包括铁路、公路、水运、航空、管道五种运输方式，其中，铁路、水运、航空、管道起着“线”的作用，公路则起着“面”的作用，各种运输方式之间通过公路路网联结起来，形成四通八达、遍布城乡的运输网络。改革开放以来，灵活、快捷的公路运输发展迅速，目前，在综合运输体系中，公路运输客运量、货运量所占比重分别达90％以上和近80％。高速公路是经济发展的必然产物，在交通运输业中有着举足轻重的地位。在设计和建设上，高速公路采取限制出入、分向分车道行驶、汽车专用、全封闭、全立交等较高的技术标准和完善的交通基础设施，为汽车快速、安全、经济、舒适运行创造了条件。与普通公路相比，高速公路具有行车速度快、通行能力大、运输成本低、行车安全、舒适等突出优势，其行车速度比普通公路高出50％以上，通行能力提高了2~6倍,并可降低30％以上的燃油消耗、减少1/3的汽车尾气排放、降低1/3的交通事故率。 新中国成立以来，经过60多年的建设，公路建设有了长足发展。2011年初正值“十一五”规划结束，“十二五”规划伊始。“十一五”时期是我国公路交通发展速度最快、发展质量最好、服务水平提升最为显著的时期。经过4年多的发展，公路交通运输紧张状况已实现总体缓解，基础设施规模迅速扩大，运输服务水平稳步提升，安全保障能力明显增强，为应对国际金融危机、保持经济平稳较快发展、加快经济发展方式转变、促进城乡区域协调发展、保障社会和谐稳定、进一步提高我国的综合国力和国际竞争力作出了重要贡献。 “十一五”前4年，全国累计完成公路建设投资2.93万亿元，年均增长近16％，约为“十一五”预计总投资的1.2倍，也超过了“九五”和“十五”的投资总和。公路建设投资的快速增长，极大地拉动和促进了国民经济的迅猛发展。从公路建设投资占同期全社会固定资产总投资的比重来看，“十一五”期间基本保持在4.5％左右。 在投资带动下，公路网规模不断扩大，截至2009年底，全国公路网总里程达到386万公里，其中高速公路6.51万公里，二级及以上公路42.52万公里，分别较"十五"末增加36.4万公里、2.5万公里和9.4万公里；全国公路网密度由“十五”末的每百平方公里34.8公里提升至40.2公里。预计到2010年底，全国公路网总里程将达到395万公里，高速公路超过7万公里，分别较“十五”末增加45.3万公里与3万公里。农村公路投资规模年均增长30%，总里程将达到345万公里，实现全国96%的乡镇通沥青（水泥）路。 “十一五”期间公路的快速发展，为扩大内需、拉动经济增长作出了突出贡献。特别是2008年以来，为应对国际金融危机，以高速公路为重点，建设步伐进一步加快，“十一五”末高速公路里程将达到"十五"末的1.78倍。“十一五”期间全社会高速公路建设累计投资达2万亿元，直接拉动GDP增长约3万亿元，拉动相关行业产出
微电子的技术发展方向
1 微电子技术发展方向 21世纪初微电子技术仍将以尺寸不断缩小的硅基CMOS工艺技术为主流；随着IC设计与工艺水平的不断提高，系统集成芯片将成为发展的重点；并且微电子技术与其他学科的结合将会产生新的技术和新的产业增长点。 1.1 主流工艺——硅基CMOS电路 硅半导体集成电路的发展，一方面是硅晶(圆)片的尺寸愈来愈大，另一方面是光刻加工线条（特征尺寸）愈来愈细。 从硅片尺寸来看，从最初的2英寸，经过3英寸、4英寸、5英寸、6英寸发展到当今主流的8英寸。据有关统计，目前世界上有252条8英寸生产线，月产片总数高达440万片，现在还在继续建线。近几年来又在兴建12英寸生产线，硅晶片直径达12英寸（300mm），它的面积为8英寸片（200mm）的2.25倍。1999年11月下旬，由Motorola与Infineon Technologies联合开发的全球首批300mm 晶片产品面市。该产品是64M DRAM，采用的是0.25μm工艺技术，为标准的TSOP 封装。据介绍，300mm晶片较200mm晶片，每个芯片的成本降低了30%～40%。到目前，已经达到量产的12英寸生产线已有6条，它们是： （1）Semiconductor 300公司，位于德国德累斯顿，开始月产1500片，由0.25μm进到0.18μm。 （2）Infineon公司，位于德国德累斯顿，0.14μm，开始月产4000片。 （3） TSMC公司，位于我国台湾新竹， Fab12工厂生产线，由0.18μm进到0.15μm以至0.13μm，开始月产4500片。 （4）三星公司，位于韩国，Line 11生产线，0.15/0.13μm，开始月产1500片。 （5）Trecenti公司，位于日本那珂N3厂，月产能7000片，0.15/0.13μm。 （6）Intel公司的D1C厂，开始月产4000片，0.13μm。 此外，已经建厂，开始试投的也已有9条线；正在建的有4条线。 采用12英寸晶片生产的IC产品，据报道已有：韩国三星公司批量生产512M 内存（DRAM）；美国Altera公司在台湾TSMC公司加工生产可编程逻辑器件（PLD），采用0.18μm技术；美国Intel公司在2001年3月份宣布，在当年采用0.13μm 技术建12英寸生产线量产CPU。其余各线主要做存储器电路,DRAM、SRAM或Flash。 在光刻加工线条（特征尺寸）方面，如前所述，在主流0.25μm技术之后，已有0.18μm、0.15μm以至0.13μm技术连续开发出来并投入使用。
微电子行业前景与就业形势
微电子行业前景与就业形势 当前，我们正在经历新的技术革命时期，虽然它包含了新材料、新能源、生物工程、海洋工程、航空航天技术和电子信息技术等等，但是影响最大，渗透性最强，最具有新技术革命代表性的乃是以微电子技术为核心的电子信息技术。 自然界和人类社会的一切活动都在产生信息，信息是客观事物状态和运动特征的一种普通形式，它是为了维持人类的社会、经济活动所需的第三种资源（材料、能源和信息）。社会信息化的基础结构，是使社会的各个部分通过计算机网络系统，连结成为一个整体。在这个信息系统中由通讯卫星和高速大容量光纤通讯将各个信息交换站联结，快速、多路地传输各种信息。在各信息交换站中，有多个信息处理中心，例如图形图像处理中心、文字处理中心等等；有若干信息系统，例如企事业单位信息系统，工厂和办公室自动化系统，军队连队信息系统等等；在处理中心或信息系统中还包含有许多终端，这些终端直接与办公室、车间、连队的班排、家庭和个人相连系。像人的神经系统运行于人体一样，信息网络系统把社会各个部分连结在信息网中，从而使社会信息化。海湾战争中，以美国为首的多国部队的通讯和指挥系统基本上也是这样一个网络结构，它的终端是直接武装到班的膝上（legtop）计算机，今后将发展到个人携带的PDA（Person-al Date Assistant）。 实现社会信息化的关键部件是各种计算机和通讯机，但是它的基础都是微电子。当1946年2月在美国莫尔学院研制成功第一台名为电子数值积分器和计算器（Electronic Numlerical Inte-grator and Computer）即ENIAC问世的时候，是一个庞然大物，由18000个电子管组成，占地150平方米，重30吨，耗电140KW，足以发动一辆机车，然而不仅运行速度只有每秒5000次，存储容量只有千位，而且平均稳定运行时间才7分钟。试设想一下，这样的计算机能够进入办公室、企业车间和连队吗所以当时曾有人认为，全世界只要有4台ENIAC就够了。可是现在全世界计算机不包括微机在内就有几百万台。造成这个巨大变革的技术基础是微电子技术，只有在1948年Bell实验室的科学家们发明了晶体管（这可以认为是微电子技术发展史上的第一个里程碑），特别是1959年硅平面工艺的发展和集成电路的发明（这可以认为是微电子技术第二个里程碑），才出现了今天这样的以集成电路技术为基础的电子信息技术和产业。而1971年微机的问世（这可以认为是微电子技术第三个里程碑），使全世界微机现在的拥有率达到％，在美国每年由计算机完成的工作量超过4000亿人年的手工工作量。美国欧特泰克公司总裁认为：微处理器、宽频道连接和智能软件将是下世纪改变人类社会和经济的三大技术创新。 当前，微电子技术发展已进入“System on Chip”的时代，不仅可以将一个电子子系统或整个电子系统“集成”在一个硅芯片上，完成信息加工与处理的功能，而且随着微电子技术的成熟与延拓，可以将各种物理的、化学的敏感器（执行信息获取的功能）和执行器与信息处理系统“集成”在一起，从而完成信息获取、处理与执行的系统功能，一般称这种系统为微机电系统（MEMS：Micro Electronics Machinery System），可以认为这是微电子技术又一次革命性变革。集成化芯片不仅具有“系统”功能，并且可以以低成本、高效率的大批量生产，可靠性好，耗能少，从而使电子信息技术广泛地应用于国民经济、国防建设乃至家庭生活的各个方面。在日本每个家庭平均约有100个芯片，它已如同细胞组成人体一样，成为现代工农业、国防装备和家庭耐用消费品的细胞。集成电路产业产值以年增长率≥13％，在技术上，集成度年增长率46％的速率持续发展，世界上还没有一个产业能以这样高的速度持续地增长。1990年日本以微电子为基础的电子工业产值已超过号称为第一产业的汽车工业而成为第一大产业。2000年电子信息产业，将成为世界第一产业。集成电路的原料主
国内外研究现状和发展趋势
北京市绿化隔离带可持续经营技术及效益评价 二、项目所属领域国内外研究开发现状和发展趋势 1、由城市绿地到城市林业的发展 城市绿地是城市中一种特殊的生态系统，它是城市系统中能够执行“吐故纳新”负反馈调节机制的子系统。这个系统一方面能为城市居民提供良好的生活环境，为城市生物提供适宜的生境；另一方面能增强城市景观的自然性、促进城市居民与自然的和谐共生。它是城市现代化和文明程度的重要标志。 绿地(green space)一词，各国的法律规范和学术研究对它的定义和范围有着不同的解释，西方城市规划概念中一般不提城市绿地，而是开敞空间(Open Space)，我国建国以来一直延用原苏联的绿地概念，包括城市区域内的各类公园、居住区绿地、单位绿地、道路绿化、墓地、农地、林地、生产防护绿地、风景名胜区、植物覆盖较好的城市待用地等。 尽管各国关于开敞空间(或绿地)的定义不尽相同，但它们都强调了开敞空间(或绿地)在城市中的自然属性，即都是为了保持、恢复或建立自然景观的地域。绿地作为城市的一种景观，是城市中保持自然景观，或使自然景观得到恢复的地域，是城市自然景观和人文景观的综合体现，是城市中最能体现生态性的生态空间，是构成城市景观的重要组成部分。在结构上为人工设计的植物景观、自然植物景观或半自然植物景观。绿地在城市中的功能和作用主要包括：组织城市空间的功能、生态功能（改善生态环境的功能、生物多样性保护功能）、游憩休闲功能、文化(历史)功能、教育功能、社会功能、城市防护和减灾功能。 城市绿地发展和研究进程包括：城市绿地思想启蒙阶段、城市绿地规划思想形成阶段、城市绿地理论和方法的发展阶段、城市绿地生态规划和建设阶段。 吴人韦[1]、汪永华[2]、胡衡生[3]等从城市公共绿地的起源开始介绍了国外城市绿地的发展历程，认为国外的城市绿地建设经历了从公园运动（1843～1887）、公园体系（1880～1890）、重塑城市（1898～1946）、战后大发展（1945～1970）、生物圈意识（1970年以后）等一系列由简单到复杂的城市绿地发展过程，其中“重塑城市”阶段提出了“田园城市”和城市绿带概念，绿带网络提供城区间的隔离、交通通道，并为城市提供新鲜空气。“有机疏散”理论中的城市与自然的有机结合原则，对以后的城市绿化建设具有深远的影响。1938年，英国议会通过了绿带法案（Green Belt Act）。1944年的大伦敦规划，环绕伦敦形成一道宽达5英里的绿带。1955年，又将该绿带宽度增加到6～10英里。英国“绿带政策”的主要目的是控制大城市无限蔓延、鼓励新城发展、阻止城市连体、改善大城市环境质量。早在1935年，莫斯科进行了第一个市政建设总体规划，规划在城市用地外围建立10公里宽的“森林公园带”；1960年调整城市边界时，“森林公园带”进一步扩大为10～15公里宽，北部最宽处达28公里；1971年，莫斯科采用环状、楔状相结合的绿地布局模式，将城市分隔为多中心结构。目前，德国城市森林建设已取得了让世人瞩目的成绩，其树种主要为乡土树种，基本上是高大的落叶乔木（栎类、栗类、悬铃木、杨树、核桃、欧洲山毛榉等）[4]。在绿化城
微电子技术的发展
微 电子技术的发展 摘要：微电子技术是科技发展到一定阶段的时代产物，是对当今社会经济最具影响力的高新技术之一。本文主要对微电子技术的概念、发展及其在社会各大产业中的应用进行了浅析的探讨。 【关键词】微电子技术发展应用 微电子技术的核心技术是半导体集成电路，微电子技术的发展及应用影响我们生产生活的方方面面。对促使经济发展，人类的进步有着巨大的影响力。随着社会经济的发展，为了达到社会经济的发展对微电子技术的需求，实现社会经济在技术支持下快捷稳定发展，我们必须要不断地对微电子技术进行优化和改进，积极地探索更深层次的微电子技术知识，使微电子技术更好地服务于社会经济发展。相信微电子技术不仅是在当今，乃至未来社会发展中微电子技术必将是促使社会发展进步的主导产业。 1微电子技术的概念 微电子技术是信息化时代最具代表性的高新技术之一，它的核心技术半导体集成电路技，术由电路设计、工艺技术、检测技术、材料配置以及物理组装等购置技术体系。微电子技术基于自身集成化程度高，反应敏捷、占用空间较小等优势特点目前在有关涉及电子产业中得以广泛的应用。 2 微电子技术的发展现状 国外微电子的发展 自1965年发明第一块集成电路以来，特别是过去的十年中，全球微电子产业一直处于高速发展的时期，推动着信息产业的高速发展。集成电路产业及其产品是带动整个经济增长的重要因素。集成电路已发展到超大规模和甚大规模、深亚微米μ
m)精度和可集成数百万晶体管的水平，现在已把整个电子系统集成在一个芯片上。人们认为：微电子技术的发展和应用使全球发生了第三次工业革命。1965年，Intel 公司创始人之一的董事长Gorden Moore在研究存贮器芯片上晶体管增长数的时间关系时发现，每过18～24个月，芯片集成度提高一倍。这一关系被称为穆尔定律(Moores Law)，一直沿用至今。自从20 世纪50 年代后期集成电路问世以来, 就一直追求在芯片上有更多的晶体管, 能够完成更多的功能, 从一代到下一代芯片的基本价格变化却很小, 这是由于较高的集成度导致完成每项功能的价格降低。这是驱动芯片发展的最基本动力。现在还在向更小的工艺发展。技术飞速的进步, 促使人们不断探究现代半导体器件最终的物理极限。 国内微电子发展 早在1965年，我国的集成电路就开始起步，而此时世界上最著名的芯片制造商英特尔还没有成立。由于体制等众多的原因，我国在这一领域与国外差距越来越大。目前，我国集成电路产业已具备了一定的发展规模，形成了从电路设计、芯片制造和电路封装三业并举，与集成电路有关的主要材料、测试设备、仪器等支持业也相继配套发展，在地域上呈现相对集中的格局，京津、苏浙沪、粤闽地区成为集成电路产业较为发达的区域。。我国集成电路设计业在过去的几年中有了长足的进步，高等院校、科研院所、企业从事集成电路设计的单位越来越多。然而国内集成电路设计企业规模，设计人员的平均数量还未达到国际同类公司的水平。随着信息时代的到来，微电子技术得以快速发展，在信息时代中扮演中重要角色，是影响时代发展的关键技术之一。从微电子技术的发展历程来看，上世纪五十年代贝尔实验室发明了晶体管，晶体管的面世标志着微电子技术的诞生。在随后的几年内经过科学家的不断努力，又发明了集成电路。集成电路的发明为后来的微型计算机的发明奠定了坚实的技术基础。直至上世纪七十年代，集成电路在微型计算机中的成功应用，标志着微电子技术的发展达到了空前的高度。随着微电子技术的进一步发展，以集成电路为核心的微电子技术经过科学家的优化和改进，较上世界刚诞生的微电子技术集成化程度足足提高了近500 万倍，另外在微电子技术产品体积方面也大大地缩小。一个微小的单独的集成片就能集成几千万个集体管。自改革开发以来，国家对微电
微电子技术发展趋势与展望
微电子技术发展趋势与展望 摘要：随着科技不断发展和人们生活需求不断提高，在日常生活中，微电子技术已经应用的比较广泛了，然而只有不断利用、研究、开发和探索，把微电子技术投入到更多人们生活的领域中，为生活提供更多的方便。现在通过对微电子技术的一些探讨的同时，也对未来生活中更多方面使用微电子技术的美好憧憬和展望。 关键词：微电子；技术；趋势 一、前言 如今国家在科研方面取得较大进步，都来源于科学技术不断的创新，微电子技术就是如此，在生活中随处可见，小到一个简单的玩具跑车，大到国家核心装备，这些都离不开微电子技术。作为一名高中生，微电子技术已经逐渐踏入高中校园，在物理课实验中通过老师介绍了集成电路等，我们或多或少的对微电子技术有了些许了解。微电子技术从核心意义上来说具有体积小，把较为繁琐的任务简单处理，由于体积小的这一特征，使得微电子技术能够在科学发展中占有重要地位。 二、微电子技术的发展 微电子技术在我们生活中能够占领如此重要地位，是因为微电子技术在每个人不断努力下，逐渐对这项技术不断完善，在完善中逐渐成熟，所以才能够投入到生活中为方便生活所用。（1）微电子技术的兴起。早在1957年的时候，我国就开始对微电子技术付出努力，成立了专门机构和选拔出了大量的科研人才投入到这项技术的开发，随后随着技术不断的更新，半导体晶体管、无线电和集成电路等相继被研发利用。但是对比与80年代的美国等发达国家而言，在这些技术上的比较还是相差甚远。但也是这时候，国家对这项技术的投入也加大了许多，包括经济和人才的投入，知道近些年来，国家把微电子技术视为国家科技发展的重要核心之一。（2）微电子技术的现状。从微电子技术被发明到现在，它已经凭借着速度快、质量轻、工作效率高的多种特点，在在各种科技产品中得到重用，它是一款结合集成电路和半导体材料高水平电子技术，最近几年来，我国在微电子技术行业取得很大的进步，把提升国民经济和微电子技术相结合起来，在电子
本课题国内外研究现状及发展趋势
本课题国内外研究现状及发展趋势 医用信息系统同其他行业的信息系统相比具有其明显的特殊性，医用信息系统有大量的CT、MRI等的图象，B超、内窥镜等的视频数据，还有大量的CT、MRI、B超、PET、电子内窥镜等的医用检查设备。医用信息系统中大量的如HIS,RIS,PACS,MODALITY,CPR等部门级的系统之间有大量需要交流和共用的信息,如何将这些数据有效的交流，如何减少重复手工劳动,减少数据冗余.以提供给医生、护士从而提高诊断和治疗水平，或者提供给医院管理者以提高医院的管理水平.换而言之，就是将医院各部门之间的数据互相平滑高效的交流以及医用信息的整合集成成为世界各国致力于医用信息系统的专家学者和相关研究机构的研究话题。 Radiological Society of North America(RSNA)和Healthcare Information and Management Systems Society(HIMSS)提出了IHE框架试图解决这些信息的交流和集成问题。
IHE规范遵循DICOM标准和HL7标准.DICOM标准的全称是“医学数字成像与通信”（digital imaging and communication in medicine）标准，不仅支持医学放射图象，而且面向所有的医学图象，只要简单的增加相应的服务对象类（SOP）即可，可扩展到心电图，内窥镜图象，牙医图象，病理学图象等。HL7主要为面向健康的计算机系统提供临床、金融、管理信息的电子交换标准.IHE规范还提供了HL7到DICOM的互操作. 国内随着医疗行业改革,医疗服务行业开始面向市场,通过信息化的战略来提高医患的满意度以提到很多医院的议事日程.因此构建一个集成化的标准化的系统来及时的获取各种临床信息变的非常迫 切.目前国内有许多厂商拥有遵循DICOM标准的PACS系统,然而将