微电子技术综述
集成电路综述论文
集成电路的过去、现在和未来摘要:本文简要介绍了集成电路的发展历史、发展现状和发展前景。
着重介绍了集成电路技术在一些领域的应用和我国集成电路产业的现状和发展。
关键词：集成电路技术应用电子信息技术一、发展历史集成电路的发明和应用是人类20世纪科技发展史上一颗最为璀璨的明珠。
50多年来，集成电路不仅给经济繁荣、社会进步和国家安全等方面带来了巨大成功，而且改变了人们的生产、生活和思维方式。
当前集成电路已是无处不有、无时不在。
她已经成为人类文明不可缺乏的重要内容。
1949年12月23日，美国贝尔实验室的肖克莱、巴丁和布拉顿三人研究小组发现了晶体管效应，并在此基础上制出了世界上第一枚锗点接触晶体管，从此开创了人类大规模利用半导体的新时代。
两年后肖克莱首次提出了晶体管理论。
1953年出现了锗合金晶体管，1955年又出现了扩散基区锗合金晶体管。
1957年美国仙童公司利用硅晶片上热生长二氧化硅工艺制造出世界上第一只硅平面晶体管。
从此，硅成为人类利用半导体材料的主要角色。
1958年美国德州仪器公司青年工程师基尔比制作出世界上第一块集成电路。
1960年初美国仙童公司的诺依思制造出第一块实用化的集成电路芯片。
集成电路的发明为人类开创了微电子时代的新纪元。
在此后的五十多年里，集成电路技术发展迅速，至今，半导体领域中获得过诺贝尔物理奖的发明创造已有5项。
晶体管由于其广泛的用途而被迅速投入工业生产，“硅谷”成为世界集成电路的策源地，并由此向世界多个国家和地区辐射：上世纪60年代向西欧辐射，70年代向日本转移，80年代又向韩国、我国台湾和新加坡转移。
至上世纪90年代，集成电路产业已成为一个高度国际化的产业。
发展现状简介集成电路具有多种特点，如其体积小、质量轻、功能齐全、可靠性高、安装方便、频率特性好、专用性强以及元器件的性能参数比较一致，对称性好。
目前最先进的集成电路是微处理器或多核处理器的“核心”，可以控制电脑、手机到数字微波炉的一切。
微机电系统文献综述
基于Galerkin法分析微梁的动态响应一、课题研究背景1.MEMS的概念MEMS是微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System)的英文缩写，是指将微结构的传感技术、致动技术和微电子控制技术集成于一体，形成同时具有“传感－计算(控制)－执行”功能的智能微型装置或微型系统[1]。
随着技术的兴起和发展，MEMS已成为继微电子技术之后在微尺度研究领域中的又一次革命。
MEMS通过力、电、磁等能量的转换来实现自身的特有功能，涉及多种物理场的互相耦合，因此它是一个多能量域耦合作用的极其复杂的系统。
2.MEMS的特点一般地说MEMS具有以下几个非约束性的特征：（1）MEMS器件体积小、重量轻、耗能低、惯性小、谐振频率高、响应时间短。
尺寸在毫米到微米范围之内，区别于一般宏(Macro)，即传统的、大于1cm 尺度的“机械”，并非进入物理上的微观层次。
（2）以硅为主要材料，机械电器性能优良：硅的强度、硬度和杨氏模量与铁相当，密度类似于铝，热传导率接近钼和钨。
基于(但不限于)硅微加工技术制造。
（3）批量生产大大降低了MEMS 产品成本。
用硅微加工工艺在一片硅片上同时可制造出成百上千个微型机电装置或完整的MEMS，批量生产使性能价格比比之传统“机械”制造技术大幅度地提高。
（4）集成化。
可以把不同功能、不同敏感方向的多个传感器或执行器集成于一体，或形成微传感器阵列、微执行器阵列，甚至把多种功能器件集成在一起，形成复杂的微系统。
微传感器、微执行器和微电子器件集成在一起可制造成可靠性、稳定性很高的MEMS。
3.MEMS的研究领域作为一门交叉学科，MEMS的研究和开发更是为了在微观领域探索新原理、开发新功能、制造新器件。
由于MEMS具有体系小、重量轻、能耗低、集成度高和智能化程度高等一系列优点，MEMS的研究领域不仅与微电子学密切相关，而且还广泛涉及到机械、材料、光学、流体、化学、热学、声学、磁学、自动控制、仿真学等学科，技术影响遍及包括各种传感器件、医疗、生物芯片、通信、机器人、能源、武器、航空航天等领域[2-5]，所以MEMS技术是一门多学科的综合技术。
EDA综述
EDA综述报告前言EDA技术伴随着计算机、集成电路、电子系统设计的发展，经历了三个发展阶段：1、计算机辅助设计(CAD)2、计算机辅助工程设计(CAE)3、电子设计自动化(EDA)1、计算机辅助设计(CAD)随着集成电路的出现和应用，硬件设计进入到发展的初级阶段。
初级阶段的硬件设计大量选用中小规模标准集成电路。
在此阶段，人们开始将产品设计过程中高度重复性的繁杂劳动，如布图布线工作，用二维图形编辑与分析的CAD工具替代，最具代表性的产品就是美国ACCEL公司开发的Tango布线软件。
20世纪70年代，是EDA技术发展初期，由于PCB布图布线工具受到计算机工作平台的制约，其支持的设计工作有限且性能比较差。
2、计算机辅助工程（CAE）随着微电子工艺的发展，相继出现了集成上万只晶体管的微处理器、集成几十万直到上百万储存单元的随机存储器和只读存储器。
此外，支持定制单元电路设计的硅编辑、掩膜编程的门阵列，如标准单元的半定制设计方法以及可编程逻辑器件(PAL和GAL)等一系列微结构和微电子学的研究成果都为电子系统的设计提供了新天地。
因此，可以用少数几种通用的标准芯片实现电子系统的设计。
20世纪80年代初，推出的EDA工具则以逻辑模拟、定时分析、故障仿真、自动布局和布线为核心，重点解决电路设计没有完成之前的功能检测等问题。
到了20世纪80年代后期，EDA工具已经可以进行设计描述、综合与优化和设计结果验证，CAE阶段的EDA工具不仅为成功开发电子产品创造了有利条件，而且为高级设计人员的创造性劳动提供了方便。
但是，大部分从原理图出发的EDA工具仍然不能适应复杂电子系统的设计要求，而具体化的元件图形制约着优化设计。
3、电子系统设计自动化阶段微电子技术的发展，特别是可编程逻辑器件的发展，使得微电子厂家可以为用户提供各种规模的可编程逻辑器件，设计者通过设计芯片实现电子系统功能。
EDA工具的发展，又为设计师提供了全线EDA工具。
微电子技术发展和展望
中图 分 类 号
ห้องสมุดไป่ตู้
开关 系统 中。在 电路 和集 成 方 面 ， １５ ， 国 于 ９２年 英
１ 引 言
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 、 系统及 系统 的 电子学分 子 支， 是一 门主要研 究 电子或离 子在 固体 材料 中 的运
件 中作 沟道材料 ， 泛应用 于光 电子和微 电子 器件 广
微 电子技 术在现 代社 会 的发展 中具 有 重要 的 地位 ， 成 电路 和软件是 信息 社会 经济发 展 的基石 集 和核 心 ， 而微 电子 技术作 为高 新技 术 的重 要组 成部
领域 。在 其制 备 方 面 ， 由于 Ｇ Ｎ 大尺 寸 体 单 晶 ａ 生 长极为 困难 ， 现在所 有成 熟 的器件都是 以蓝 宝石
武汉 ４０ ７ ３０ ４）
４ ５ ０ ） （ 中科技大学电子科学与技术系 ３０ ３ 华
摘
要
综述微电子技术 的历史 发展和重要地位 ， 重点介绍其新材料和制备工艺 的进展 ， 新材料方 面主要介绍几种 重
微 电 子 ； 化 稼 ； 成 电路 ； 米 技 术 砷 集 纳
Ｔ ４ Ｎ０
要 的化合物半导体 ， 并对其发展 问题和前景进行展望 。
管有体积小、 能耗低 、 寿命长和更可靠等优点 ； 而实
用 的晶体管于 １５ ９４年开发成 功 ， 并首 先应用 在 电子
在微 电子理 论方 面 ， 二十世 纪二 十年代 理论 物理学
收 稿 日期 ：０ ７年 １ ２ 日， 回 日期 ：０７年 ４月 １ ｔ ２０ 月 ９ 修 ２０ ０Ｆ
基 金项 目：８３ 计划项 目（ “６ ” 编号 ：０４ Ａ ２ ０ ０ 湖北省教育厅科研项 目（ ２ ０ Ａ ３ Ｇ ９ ）， 编号 ：２ ０ ３ ０２ 。 Ｂ ０ ５０ ０ ）
单片机方面的文献综述
单片机简介20世纪计算机的发明彻底改变了人类的生产和生活方式。
自1946年第一台计算机问世以来，特别是随着微电子技术的不断发展，计算机的功能越来越强大，体积却越来越小。
20世纪70年代出现了微型计算机，随后微型计算机的家族就诞生了一个小系列——MCU微控制器，在我国，人们更习惯称之为单片机，单片机是将CPU、ROM、RAM、I/O接口、定时器/计数器等计算机的主要部件集成在同一硅片上，故又称为单片微型计算机。
单片机的开发应用已在工业测控、机电一体化、智能仪表、家用电器、航空航天及办公自动化等各个领域中占据了重要地位。
进入21世纪，单片机开发应用必将对人类生产和生活的自动化、智能化的实现及扩大起到重要作用。
单片机发展史单片机自诞生以来，以其性能稳定、低电压低功耗、经久耐用、体积小、性价比高、控制能力强、易于扩展等优点，广泛应用于各个领域。
先后出现了4位单片机、8位单片机、16位单片机、32位单片机，在这几类单片机里最受追捧的是8位单片机，仍是目前单片机应用的主流。
随着电子技术的迅速发展，单片机的功能也越来越强大。
1975年，美国德州仪器公司(TI公司)首次推出4位单片机——TMS-1000单片机，标志着单片机诞生。
1976年Intel公司研制出MCS-48系列8位的单片机，使单片机发展进入一个新阶段。
MCS-48系列单片机内部集成了8位CPU、多个并行I/O口、8位定时器/计数器、小容量的RAM和ROM等，没有串行通信接口，操作简单。
1980年，Intel公司在MCS-48系列单片机的基础上，推出了MCS-51系列8位高档单片机，这就是当前大名鼎鼎的“51单片机”的祖先。
MCS-51系列单片机比MCS-48系列单片机有明显提高，内部增加了串行通信接口，具备多级中断处理系统，定时器/计数器由8位扩展为16位，扩大了RAM和ROM的容量。
MCS-51系列8位单片机因为性能可靠、简单实用、性价比高而深受欢迎，被誉为“最经典的单片机”。
电子技术的发展与应用综述
电子技术的发展与应用综述摘要:本文针对电子技术的基本概念,发展及在自动化专业中的典型应用、工艺、功能电路实现手段及未来发展前景等进行了综述。
其中,着重介绍了电子技术自动化、温度控制系统等当前电子技术应用较为广泛的领域。
同时，文章以微电子领域为主阐述了电子技术未来发展的方向。
关键词:电子技术;EDA;自动控制;变革引言人类历经过以火、陶瓷及金属农具生产为代表的年代；人类也走过以英国瓦特蒸汽机发明为代表的产业革命、以德国李比希为代表的化工技术革命以美国爱迪生发明为代表的电力革命；如今跨入了以高新科技综合创新为代表的信息革命时代。
而正是电子技术的出现和应用，使人类进入了高新技术时代．电子技术诞生的历史虽短，但深入的领域却是最广最深，而且成为人类探索宇宙宏观世界和微观世界的物质技术基础．随着新型电子材料的发现，电子器件发生了深刻变革。
二十一世纪，人类进入信息时代，信息社会中信息的生产、存储、传输和处理等过程一般均由电子电路来完成，因此电子技术在国民经济各方面占有至关重要的作用。
尤其是近年来，随着计算机技术、通信技术和微电子技术等高新科技的迅猛发展，大量的生产实践和科学技术领域都存在着大量与电子技术有关的问题，目前，电子技术的应用极其广泛，涉及计算机产业、通讯、科学技术、工农业生产、医疗卫生等各个领域，如电视信号传播、无线电通信、光纤通信、军事雷达、医疗X射线透视等，所有这些方面均与电子科学与技术学科息息相关，密不可分。
电子技术是研究电子器件、电子电路及其应用的科学技术。
电子技术是其他高新技术发展的基础和龙头，它的发展带动了其他高新技术的发展。
1.电子技术发展史概述电子技术是十九世纪末、二十世纪初发展起来的新兴技术。
由于物理学的重大突破，电子技术在二十世纪发展最为迅速，应用最为广泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。
从20世纪60年代开始，电子器件出现了飞速的发展，而且随着微电子和半导体制造工艺的进步，集成度不断高。
微电子加工技术综述
微电子加工技术综述随着现代科技的不断发展，微电子技术已经成为科技领域的一大热门。
微电子技术的发展，离不开微电子加工技术的推动。
微电子加工技术是指将微米级或亚微米级的几何尺寸结构制作到原始材料表面上的一种技术。
本文将介绍微电子加工技术的分类、制作基础、工艺流程、应用以及未来发展趋势等方面，为读者提供一份微电子加工技术的综述。
1.微电子加工技术分类微电子加工技术按照其制作方式不同，可以分为两类：半导体静电亲合力学加工技术和半导体离子束加工技术。
前者是利用电子束、阴离子、离子束等带电粒子实现微电子加工；后者是将高纯度的气体离子化并加速到固体表面，利用离子束撞击表面实现微电子加工。
2.微电子加工技术制作基础微电子加工技术的制作基础是半导体材料制作、光学、计算机、物理等多种学科的交叉。
现代微电子加工技术通常采用的是光刻、蚀刻、金属镀膜、掩膜制备、离子注入等技术。
其中，光刻是一种重要的微电子加工技术，它是以光为媒介，通过光刻机将掩膜上所定义的结构图案转移到硅片上形成图案的过程。
3.微电子加工技术流程微电子加工技术的流程包括掩膜制备、光刻、蚀刻、清洗、金属蒸发和拼接粘接等步骤。
其中，掩膜制备环节是制作微型元件的关键步骤之一。
光刻技术是由刻蚀液对光刻胶进行显影的过程，蚀刻是利用湿法或干法对表面进行腐蚀或飞溅的过程。
4.微电子技术应用微电子技术应用广泛，比如半导体芯片、计算机内存、迷你电子设备、LED等。
半导体芯片是微电子技术最重要的应用之一，其广泛应用在计算机、通讯、家电、汽车、医疗等领域。
计算机内存是应用微电子技术制造的持久性数据存储器，短时间能够存储或读取大量信息，是计算机发展的不可或缺的部分。
5.微电子加工技术的未来发展趋势未来几十年，微电子技术的发展趋势是小型化、高速化、集成化、个性化；微电子材料的发展趋势是高性能、低功耗、低损耗、低污染；微电子加工技术的发展趋势是多维度、多工艺、智能化。
另外，未来还将有更多应用涉笔，比如人工智能、云计算、物联网等，这些领域必将引领微电子技术的进一步发展。
微机电系统工程毕业论文文献综述
微机电系统工程毕业论文文献综述微机电系统工程（Microelectromechanical Systems, MEMS）是一门融合微电子技术、机械工程和材料科学的跨学科领域，涉及微米到毫米尺度的微型传感器、执行器和其他微系统的设计、制造和应用。
在过去几十年里，MEMS技术得到了广泛发展和应用。
本文以微机电系统工程为主题，通过综述相关文献，从技术发展、应用领域和制造工艺等方面进行探讨。
1. 技术发展1.1 MEMS的起源与发展最早的MEMS设备出现在20世纪60年代，当时由于电子器件尺寸不断缩小，人们开始探索制造微小的机械结构。
逐渐发展出一系列MEMS工艺，包括光刻、湿法腐蚀、离子刻蚀等，为MEMS器件的制造提供了基础。
1.2 MEMS传感器与执行器MEMS传感器是MEMS技术的重要应用之一，广泛应用于惯性导航、气体和液体压力测量、加速度测量等领域。
MEMS执行器通过微机电系统技术实现微米尺度的运动和控制，如微型血液泵、微型变焦镜头等。
2. 应用领域2.1 生物医学应用MEMS技术在生物医学领域有着广泛的应用，其中包括微流控分析系统、药物释放系统和生物传感器等。
这些应用使得医学诊断、药物研发和治疗等方面得以取得重大突破。
2.2 通信与信息技术MEMS技术在通信和信息技术领域的应用主要体现在光学MEMS 器件和微型谐振器等方面。
光学MEMS器件可用于光纤通信系统的调制和光谱分析，微型谐振器可用于无线通信中的滤波和频率稳定。
2.3 汽车与航空航天MEMS传感器在汽车和航空航天领域发挥重要作用。
汽车中的MEMS传感器可以实现对车辆行为（如加速度、转向等）进行检测和控制。
在航空航天领域，MEMS技术可以用于姿态、压力和温度传感器等。
3. 制造工艺3.1 光刻技术光刻技术是MEMS器件制造的基础工艺之一。
通过使用光刻胶和遮罩板，可以在硅片上制造出微米级的结构和图案。
3.2 干法腐蚀技术干法腐蚀技术是一种常用的微米级硅腐蚀方法。
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ASIC系统工程技术研究中心
主要内容
IT技术概述 微电子技术简介 SOC 设计技术 结束语
IT技术概述
IT在现代社会中的地位
农业社会
工业社会
后工业社会
后工业社会就是信息社会
IT 技术将改变我们的…
工作
学习
生活
甚至…
战争
IT 技术的基本构架
以INTERNET为核心的信息共享，处 理，存储，交换的平台
总销售额 1370 1346 1577 1846 2214 3872 8956
增长率(%)
-1.8 17.2 17 20 15 15
微电子产业和科学技术的发展水平
随着科学技术的进步，半导体产品销售额占电子产品销售额中的份额逐年
提高，1992 年为 11.6%，1996 年为 16.5%，1999 年达到 19.4%。预计 2000
200
液晶显示器*
120
190
仿制品
115
180
燃油汽车
110
微电子产业和科学技术的发展水平
大约十年为一周期，自1996年以来的半导体衰 退期到1998年底已经基本过去，今后十年将是 一个新的增长期
1998 ~ 2010年世界半导体市场增长预测(亿美元)
1997 1998 1999 2000 2001 2005 2010
• 不发展微电子技术难圆强国之梦
微电子——经济发展的基石
电子装备更新换代都基于微电子技术的
进步，其灵巧（Smart）的程度都依赖于
集成电路芯片的“智慧”程度和使用程
度 普通机床
数字化技术改造
数控机床
价格相差10倍
整机系统 高附加值
集成 电路
在成长期进入 市场，增强市
场竞争力
微电子——经济发展的基石
表（3-3）半导体发展计划（SIA 1999年版）
年份
1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2008 2011 2014
DRAM半径距
（ nm）
180
165
150
130
120
110
100
70
50
35
MPU栅长 (nm) 140
120
100 85-90
80
70
65
45
30-32 20-22
存贮器引入阶段
产品代
1G
2G
4G
8G
64G
存贮器生产阶段
产品代
256M
512M
1G
2G
16G
MPU芯片功能数
（百万晶体管） 23.8
47.6
95.2
190
539
1523 4308
我国IT企业与Intel公司利润的比较
销售额
Intel公司
294亿 美元
我国中关村一家
很 著名 的以计 算 200亿 机销售生产为主 人民币
的IT企业
我国的VCD产业
利润 73亿 美元
5亿 人民币
利润率 24.8%
2.5%
2% 只有美国芯片企
业利润的1/10
微电子——经济发展的基石
不发展集成电路产业，IT行业只能停留 在装配业水平上，挣的是“辛苦钱”， 在国际分工中只能处于低附加值的低端 上
信息技术的发展趋势
地位上升 产业融合 领域深化 Web Wireless Wideband Consumer Optical Multimedia
微电子产业是信息技术的基石
微电子技术简介
微电子科学技术的战略地位 微电子产业和科学技术的发展水平 我国微电子产业发展展望 微电子技术的发展方向
630
超薄显示器*
170
470
IC 卡*
165
380
地面微波广播*
160
300
DNA 生物芯片
160
270
ห้องสมุดไป่ตู้
多用途通讯设备*
155
250
半导体设备*
150
250
电力交通工具
150
230
墙壁式超薄电视*
145
230
移动电话*
140
210
直接引入工具
140
210
ITS 设备
140
200
DNA 加工食品
135
微电子科学技术的战略地位
微电子产业规模和科学技术水平已成为衡量一
个国家综合实力的重要标志
• 国民经济的当代“食物链”关系
集成电路
电子产品
国民经济产值
1元
10元
100 ~ 300元
• 进入信息化社会的判据：半导体产值占工农业总产值的 0.5%
国家安全的保障
• 未来信息战的核心和关键是集成电路芯片
年将达到 21.1%，2010 年将达到 33%。半导体产品在电子产品销售额中所占
份额情况
表(3-2) 半导体产品在电子产品销售额中所占份额
年度
1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2010
份额（%） 11．6 13．4 15．7 19．1 16．5 16．9 17．9 19．4 21．1 33
INTERNET基础设施
– 各种各样的网络：电缆、光纤(光电子)、无线 ...… – 路由和交换技术：路由器、交换机、防火墙、网关 ...… – 终端设备：PC、NetPC、WebTV ...… – 网络基础软件：TCP/IP、DNS、LDAP、DCE ...…
INTERNET服务
– 信息服务: 极其大量的各种信息 – 交易服务: 高可靠、高保密 ...… – 计算服务: “网络就是计算机 !”, “计算机成了网络的外部设
备 !”
微电子产业的战略重要性
2020年世界最大的30个市场领域：其中与
微电子相关的22个市场：5万亿美元（Nikkei Business 1999）
市场
销售额
市场
销售额
（10 亿美元）
（10 亿美元）
手提数据通讯* 个人电脑* 移动电话服务* CPU* 数据存储产品* 磁存储* 电子商务* 网络信息服务* 高密度磁存储* 系统集成芯片* 家庭医疗设备* 互联网* 有线电视* 智能传输系统 代理软件*
国外有人戏称说：“你们说中关村是硅 谷，但是一个无“芯”的硅谷，产品不 可能有竞争力”
微电子对传统产业的渗透与带动作用
几乎所有的传统产业与微电子技术结合，用集 成电路芯片进行智能改造，都可以使传统产业 重新焕发青春
• 全国各行业的风机、水泵的总耗电量约占了全国发电 量的30%，仅仅对风机、水泵采用变频调速等电子技 术进行改造，每年即可节电500亿度以上，相当于三 个葛洲坝电站的发电量(157亿度/年)
• 对白炽灯进行高效节能改造，并假设推广应用30%， 所节省的电能相当于三座大亚弯核电站的发电量(139 亿度/年
2000
1500
1000
对国民经济的贡
献率
500
0 钢铁
彩电 集成电路
没有微电子的电子工业只能是劳动密集型的 组装业，不能形成高附加值的知识经济，中 国的硅谷将是无芯的硅谷
微电子对信息社会的重要性