大一计算机作业——论文

大一计算机作业

胡孔志

院（系）：航天学院电子科学与技术系专业：电子信息科学与技术学号： ********** 指导教师：金野

2015年11月12日

计算机作业

题目国际知名大学在微电子方面成就简介及概论

专业电子信息科学与技术

学号**********

学生胡孔志

指导教师金野

摘要

在这篇论文中，学习电子信息科学与技术即微电子专业的我将着重介绍当今世界上在微电子领域处于突出地位的知名大学在微电子方面的科研成就，取得成就的原因以及其独具特色的地方，包括教学方式，科研条件等。更进一步地揭示电子信息科学与技术与计算思维的密切关系，及计算思维在微电子领域的重要作用。并表达一些自己对微电子发展的个人思考。关键词：知名大学；科研成就；原因；教学；科研；计算思维；个人思考。

Abstract

In this paper, the study of electronic information science and technology, which will focus on the research achievements in the field of microelectronics in the world, the reason for the achievement and the unique place, including teaching methods, scientific research conditions and so on. To further reveal the close relationship between electronic information science and technology, and the important role of Computational Thinking in the field of microelectronics. And express some personal thinking about the development of micro electronics. Key words: famous university; research achievements; reason; teaching; scientific research; thinking.

第1章绪论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

现如今，虽然我国在微电子方面有着飞快地发展，但仍然与部分发达国家有一定的差距；虽然我校现在在电子信息科许与技术专业已有一定的成就，但与国内及国外的一些知名大学相比，仍显不足。所以在这篇论文中着重介绍国内外其他大学的科研状况，我们要取长补短，为我国、我校在微电子方面的飞快发展做好准备。并尝试联系计算思维，让计算思维为微电子的发展贡献力量。

1.2 微电子及其相关理论的发展概况简述

在微电子方面的发展，有学者这样说道；“如今，以集成电路（IC）为核心的微电子技术与产业已进入纳米电子时代。在这个时代，纳米电子器件所独有的一些物理及电学特性使得传统 IC 设计、工艺、封装和测试面临一系列新的考验。如互连延迟的增加、信号完整性 (SI) 、天线效应(AE)和电迁移(EM)等[1～6]。对于 IC 设计，应注重体现系统芯片（SoC,system on a chip）的设计思想，将可测性设计（DFT）和可制造性设计（DFM）贯穿到设计工作中。一些新工艺与新材料的相继应用，可抑制或减小由于IC器件特征尺寸（CD）缩小所引起的许多消极效应。如，栅氧化层厚度为几个纳米时，为减小栅漏电而采用较厚的高介电常数材料(high-k)；应用镶嵌工艺制备铜作为金属互连材料以减小信号延时等。为了适应设计和工艺的革新需要，IC 封装和测试也必须在技术上做相应的跟进和提升。

1 DFT、DFM 、IP 核复用和系统芯片成为IC 设计的重要发展方向随着微电子系统复杂度和 IC 芯片集成度越来越高，现有的设计、制造、封装和测试等方面正遇到严峻的挑战。基于可测性设计（DFT）和可制造性设计（DFM）方案是应对这些挑战的可行方法[7]。IC 设计通常要面对两种复杂性——硅复杂性和系统复杂性，即特征工艺尺寸（CD）的缩小和新材料、新器件的引入带来的复杂性，以及受到越来越小 CD 和用户对增加功能、降低成本以及更短上市时间要求所驱动的晶体管数量的指数增长带来的复杂性。如果按照传统的方法设计，必然会引起制造成本的上升，成品率的下降，测试成本的增加，甚至根本无法测试等问题。因此，必须在 IC 设计时就事先考虑到产品的可制造性和可测试性。目前，DFT 和DFM 已经逐步应用于 IC 超深亚微米/纳米制造工艺和系统芯片（SoC）中。SoC 是在单一基片上实现信号的采集、转换、存储、处理和I/O 等功能的系统。SoC 的设计涵盖算法、软件和硬件三方面, SoC 的可测性设计已经成为 SoC 技术中至关重要的部分[8]。超深亚微米/纳米器件更容易发生击穿、漏电和桥接等故障。为此，新型高速 DFT 成为保证芯片良率、降低测试成本的关键所在。虽然 DFM不属于最新的技术，但其重要性在纳米器件的严重成率问题出现后日益显现。DFM 要求在产品设计时将可制造性作为结构设计的一项基本评价准则，以避免不必要的过高制造要求，从而尽量减少不必要的生费用浪费。在过去数年间，DFM（主要是分辨率强技术，RET）一直是保证 IC 良率的关键。今后 DFM的发展方向是在设计和制造之间建立更具鲁棒性的通信链路，以期获得更高的成品率。IC 设计与制造在进入纳米时代后，已经成为密不可分的一个整体，成为前向设计与制造数据反馈相互融合的一个更为复杂的过程。”［9］

“当代微电子技术和产业的飞速进步，对传统的 IC设计、工艺、封装和测试等方面带来许多机遇和挑战。可测性设计、可制造性设计和 IP 核复用成为 IC 设计的重要发展方向。随着 IC 特征尺寸缩小到纳米量级，出现一些新的物理和电学现象，促使 IC 在制造工艺技术和材料上进行重大变革。IC 设计和工艺的革新，