集成电路发展历史

集成电路发展历史
集成电路发展历史

集成电路发展历史

吴应航 2014211169

集成电路对一般人来说也许会有陌生感,但其实我们和它打交道的机会很多。计算机、电视机、手机、网站、取款机等等,数不胜数。除此之外在航空航天、星际飞行、医疗卫生、交通运输、武器装备等许多领域,几乎都离不开集成电路的应用,当今世界,说它无孔不入并不过分。

集成电路(integrated circuit)是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体,使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母IC 表示。集成电路发明者为杰克?基尔比和罗伯特?诺伊思。

集成电路从时间发展的历史来看,1906年第一个电子管诞生;1912年前后,电子管的制作日趋成熟引发了无线电技术的发展;1918年前后,逐步发现了半导体材料;1920年,发现半导体材料所具有的光敏特性;1932年前后,运用量子学说建立了能带理论研究半导体现象;1956年,硅台面晶体管问世;1960年12月,世界上第一块硅集成电路制造成功;1966年,美国贝尔实验室使用比较完善的硅外延平面工艺制造成第一块公认的大规模集成电路。 1988年:16M DRAM问世,1平方厘米大小的硅片上集成有3500万个晶体管,标志

着进入超大规模集成电路阶段的更高阶段。1997年:300MHz奔腾Ⅱ问世,采用0.25μm工艺,奔腾系列芯片的推出让计算机的发展如虎添翼,发展速度让人惊叹。2009年:intel酷睿i系列全新推出,创纪录采用了领先的32纳米工艺,并且下一代22纳米工艺正在研发。集成电路制作工艺的日益成熟和各集成电路厂商的不断竞争,使集成电路发挥了它更大的功能,更好的服务于社会。

而我国的集成电路起步较晚,现在也全面落后与美国等科技强国。我国集成电路产业诞生于六十年代,共经历了三个发展阶段。

1965年-1978年:以计算机和军工配套为目标,以开发逻辑电路为主要产品,初步建立集成电路工业基础及相关设备、仪器、材料的配套条件。

1978年-1990年:主要引进美国二手设备,改善集成电路装备水平,在“治散治乱”的同时,以消费类整机作为配套重点,较好地解决了彩电集成电路的国产化。

1990年-2000年:以908工程、909工程为重点,以CAD为突破口,抓好科技攻关和北方科研开发基地的建设,为信息产业服务,集成电路行业取得了新的发展。

现在随着集成电路的进一步发展,不同类型的集成电路相互镶嵌,已形成了各种嵌入式系统(Embedded System) 和片上系统(System on Chip即oC) 技术。也就是说,在实现从集成电路(IC)到系统集成(IS) 的过渡中,可以将一个电子子系统或整个电子系统集成在一个芯片上,从而完成信息的加工与处理功能。SoC作为系统

级集成电路,它可在单一芯片上实现信号采集、转换、存储、处理和I/O等功能,它将数字电路、存储器、MPU、MCU、DSP等集成在一块芯片上,从而实现一个完整的系统功能。

基因芯片发展史

基因芯片的制备及应用摘要基因芯片技术是90年代中期以来快速发展起来的分子生物学高新技术是各学科交叉综合的崭新科学。其原理是采用光导原位合成或显微印刷等方法将大量DNA探针片段有序地固化予支持物的表面然后与已标记的生物样品中DNA分子杂交再对杂交信号进行检测分析就可得出该样品的遗传信息。基因芯片技术目前国内外都取得了较大的进展该技术可用于DNA测序基因表达及基因组图的研究基因诊断新基因的发现药物筛选给药个性化等等所以为二十一世纪生物医药铺平道路将为整个人类社会带来深刻广泛的变革促进人类早日进入生物信息时代。关键词基因芯片微阵列基因诊断药物筛选一、基因芯片的制备基本过程1 DNA方阵的构建选择硅片、玻璃片、瓷片或聚丙烯膜、尼龙膜等支持物并作相应处理然后采用光导化学合成和照相平板印刷技术可在硅片等表面合成寡核苷酸探针或者通过液相化学合成寡核苷酸链探针或PCR技术扩增基因序列再纯化、定量分析由阵列复制器或阵列机及电脑控制的机器人准确、快速地将不同探针样品定量点样于带正电荷的尼龙膜或硅片等相应位置上再由紫外线交联固定后即得到DNA微阵列或芯片。2 样品DNA或mRNA的准备。从血液或活组织中获取的DNA/mRNA样品在标记成为探针以前必须进行扩增提高阅读灵敏度。Mosaic Technologies公司发展了一种固相PCR系统好于传统PCR 技术他们在靶DNA上设计一对双向引物将其排列在丙烯酰胺薄膜上这种方法无交叉污染且省去液相处理的繁锁Lynx Therapeutics公司提出另一个革新的方法即大规模平行固相克隆这个方法可以对一个样品中数以万计的DNA片段同时进行克隆且不必分离和单独处理每个克隆使样品扩增更为有效快速。在PCR扩增过程中必须同时进行样品标记标记方法有荧光标记法、生物素标记法、同位素标记法等。3 分子杂交样品DNA与探针DNA互补杂交要根据探针的类型和长度以及芯片的应用来选择、优化杂交条件。如用于基因表达监测杂交的严格性较低、低温、时间长、盐浓度高若用于突变检测则杂交条件相反。芯片分子杂交的特点是探针固化样品荧光标记一次可以对大量生物样品进行检测分析杂交过程只要30min。美国Nangon公司采用控制电场的方式使分子杂交速度缩到1min甚至几秒钟。德国癌症研究院的Jorg Hoheisel等认为以肽核酸为探针效果更好。4 杂交图谱的检测和分析用激光激发芯片上的样品发射荧光严格配对的杂交分子其热力学稳定性较高荧光强不完全杂交的双键分子热力学稳定性低荧光信号弱不到前者的1/351/52不杂交的无荧光。不同位点信号被激光共焦显微镜或落射荧光显微镜等检测到由计算机软件处理分析得到有关基因图谱。目前如质谱法、化学发光法、光导纤维法等更灵敏、快速有取代荧光法的趋势。二、基因芯片的应用 1 测序基因芯片利用固定探针与样品进行分子杂交产生的杂交图谱而排列出待测样品的序列这种测定方法快速而具有十分诱人的前景。Mark chee等用含135000个核苷酸探针的阵列测定了全长为16.6kb的人线粒体基因组序列准确率达99。Hacia等用含有48000个寡核苷酸的高密度微阵列分析了黑猩猩和人BRCA1 基因序列差异结果发现在外显子11约3.4kb长度范围内的核酸序列同源性在98.2到83.5之间示了二者在进化上的高度相似。2基因表达水平的检测用基因芯片进行的表达水平检测可自动、快速地检测出成千上万个基因的表达情况。Schena等采用拟南芥基因组内共45个基因的cDNA微阵列其中14个为完全序列31个为EST检测该植物的根、叶组织内这些基因的表达水平用不同颜色的荧光素标记逆转录产物后分别与该微阵列杂交经激光共聚焦显微扫描发现该植物根和叶组织中存在26个基因的表达差异而参与叶绿素合成的CAB1基因在叶组织较根组织表达高500倍。Schena 等用人外周血淋巴细胞的cDNA文库构建一个代表1046个基因的cDNA微阵列来检测体外培养的T细胞对热休克反应后不同基因表达的差异发现有5个基因在处理后存在非常明显的高表达11个基因中度表达增加和6个基因表达明显抑制。该结果还用荧光素交换标记对照和处理组及RNA印迹方法证实。在HGP完成之后用于检测在不同生理、病理条件下的人类所有基因表达变化的基因组芯片为期不远了。 3 基因诊断从正常人的基因组中分离出DNA 与DNA芯片杂交就可以得出标准图谱。从病人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可

全球和中国半导体产业发展历史和大事记

全球和中国半导体产业发展历史和大事记 1947年,美国贝尔实验室发明了半导体点接触式晶体管,从而开创了人类的硅文明时代。 1956年,我国提出“向科学进军”,根据国外发展电子器件的进程,提出了中国也要研究半导体科学,把半导体技术列为国家四大紧急措施之一。中国科学院应用物理所首先举办了半导体器件短期培训班。请回国的半导体专家黄昆、吴锡九、黄敞、林兰英、王守武、成众志等讲授半导体理论、晶体管制造技术和半导体线路。在五所大学――北京大学、复旦大学、吉林大学、厦门大学和南京大学联合在北京大学开办了半导体物理专业,共同培养第一批半导体人才。培养出了第一批著名的教授:北京大学的黄昆、复旦大学的谢希德、吉林大学的高鼎三。1957年毕业的第一批研究生中有中国科学院院士王阳元(北京大学微电子所所长)、工程院院士许居衍(华晶集团中央研究院院长)和电子工业部总工程师俞忠钰(北方华虹设计公司董事长)。 1957年,北京电子管厂通过还原氧化锗,拉出了锗单晶。中国科学院应用物理研究所和二机部十局第十一所开发锗晶体管。当年,中国相继研制出锗点接触二极管和三极管(即晶体管)。 1958年,美国德州仪器公司和仙童公司各自研制发明了半导体集成电路(IC)之后,发展极为迅猛,从SSI(小规模集成电路)起步,经过MSI(中规模集成电路),发展到LSI(大规模集成电路),然后发展到现在的VLSI(超大规模集成电路)及最近的ULSI(特大规模集成电路),甚至发展到将来的GSI (甚大规模集成电路),届时单片集成电路集成度将超过10亿个元件。 1959年,天津拉制出硅(Si)单晶。 1960年,中科院在北京建立半导体研究所,同年在河北建立工业性专业化研究所――第十三所(河北半导体研究所)。 1962年,天津拉制出砷化镓单晶(GaAs),为研究制备其他化合物半导体打下了基础。 1962年,我国研究制成硅外延工艺,并开始研究采用照相制版,光刻工艺。 1963年,河北省半导体研究所制成硅平面型晶体管。 1964年,河北省半导体研究所研制出硅外延平面型晶体管。 1965年12月,河北半导体研究所召开鉴定会,鉴定了第一批半导体管,并在国内首先鉴定了DTL型(二极管――晶体管逻辑)数字逻辑电路。1966年底,在工厂范围内上海元件五厂鉴定了TTL电路产品。这些小规模双极型数字集成电路主要以与非门为主,还有与非驱动器、与门、或非门、或门、以及与或非电路等。标志着中国已经制成了自己的小规模集成电路。 1968年,组建国营东光电工厂(878厂)、上海无线电十九厂,至1970年建成投产,形成中国IC产业中的“两霸”。 1968年,上海无线电十四厂首家制成PMOS(P型金属-氧化物半导体)电路(MOSIC)。拉开了我国发展MOS电路的序幕,并在七十年代初,永川半导体研究所(现电子第24所)、上无十四厂和北京878厂相继研制成功NMOS电路。之后,又研制成CMOS电路。 七十年代初,IC价高利厚,需求巨大,引起了全国建设IC生产企业的热潮,共有四十多家集成电路工厂建成,四机部所属厂有749厂(永红器材厂)、871(天光集成电路厂)、878(东光电工厂)、4433厂(风光电工厂)和4435厂

AMD主板芯片发展史

前言:Intel和AMD是处理器两大巨头,同时两大厂商在主板芯片组领域两分天下,在市场上占据着绝对优势。Intel做为历史悠久的企业很早之前就已经推出主板芯片组配合自家的CPU。而AMD方面则是后来居上,在收购ATI之前主要致力于CPU市场,对于主板芯片组市场并没有过多的投入,针对桌面市场的主板芯片组只有寥寥几款,在收购ATI后突飞猛进并在主板芯片组领域取得了骄人的成绩。 纵观AMD芯片组这些年的发展可以看出AMD在收购ATI之前对芯片组市场并不热情,在K7时代曾经推出过AMD 750芯片组,不过对市场的指导意义多于销售的实质意义。随后又推出支持DDR内存的AMD 760芯片组,此款芯片组的发布也使DDR内存开始普及。可惜AMD在推出AMD 760芯片组后就宣布退出桌面芯片组市场,主要研发团队留在服务器主板市场。AMD早期退出桌面芯片组市场将精力用在CPU开发上,而市场上VIA和NVIDIA也为AMD提供不少的出色的芯片组,几乎霸占A系全部主板市场。 AMD早期的750与760架构 在K7时代当时AMD并没有针对民用市场推出芯片组,市场上支持AMD的芯片组厂商有VIA、SiS 和NVIDIA三家。VIA在NVIDIA进入芯片组市场之前占有非常大的市场,大部分使用AMD处理器的主板都是采用VIA的芯片组,直至NVIDIA进入主板芯片组市场,VIA的份额逐渐被NVIDIA蚕食。AMD 成功收购ATI后,将ATI的芯片组业务发扬光大,ATI芯片组更名为AMD芯片组,在K10处理器发布后推出了AMD 7系列芯片组,配合AMD力推的3A平台概念,对NVIDIA与VIA主板业务不断压缩,最终使得AMD自有芯片组迅速占领市场。7系列芯片组堪称AMD斩VIA诛NV的一把屠龙刀!

集成电路发展简史

集成电路发展简史 学生:吴世雄学号2010013080007 摘要:随着我们的社会进入数字化时代,对数据的存储与处理变得越来越重要,而这些都需要集成电路的参与。可以说集成电路已经深入我们生活的每一个角落。本文尝试用简短的语言介绍集成电路的诞生、发展及现状。本文也简要介绍了集成电路的生产工艺以及将要面对的困难。 关键词:集成电路;历史;IC工业;微电子学;制造工艺;摩尔定律 A Brief History Of IC Abstract:As our society into the digital age, data storage and processing is becoming increasingly important and these require the participation of the integrated circuit。Can be said that the IC has been to every corner of the depth of our lives。This paper attempts a brief language to introduce the birth, development and current situation of the IC。This article also briefly describes the IC production process and the difficulties the IC production will have to face。 Key Word:Integrated circuits; history; IC industry; microelectronics; manufacturing process; Moore's Law 前言 众所周知,二十世纪最伟大的成就莫过于计算机的诞生。计算机大大改变了我们的生活方式,提高了社会的生产力。计算机的构造是怎样的呢?它的功能是哪些呢?计算机的两大功能——存储和处理数据——都离不开集成电路。我们不禁会想为什么集成电路会在计算机中占有这么重要的作用呢?这一切都要从头讲起。 一、什么是集成电路? 所谓集成电路,是之采用半导体(主要是硅)工艺,吧一个电路所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件连同它们之间的连线在一块或几块很小的半导体晶片或介质基片上一同制作出来,形成完整电路,然后封装在一个管壳内,成为具有特定电路功能的微型结构。 集成电路因体积小、重量轻、引出线和焊接点少、寿命长、可靠性高、性能好以及成本低、便于大规模生产等优点,一经出现便得到迅速发展。现在人们的工作、生活、学习和娱乐都要用到集成电路芯片。小到手机、大到航天飞机,它们的核心部件都有集成电路。 从全世界看,以集成电路为核心的电子信息产业已经发展为第一大产业,超过了以汽车、石油、钢铁为代表的传统产业,成为拉动世界经济增长的强大引擎

集成电路论文

我国集成电路发展状况 摘要 集成电路产业是知识密集、技术密集和资金密集型产业,世界集成电路产业发展异常迅速,技术进步门新月异。虽然目前中国集成电路产业无论从质还是从量来说都不算发达,但伴随着全球产业东移的大潮,中国的经济稳定增长,巨大的内需市场,以及充裕的各类人才和丰富的自然资源,可以说中国集成电路产业的发展尽得天时、地利、人和之势,将会崛起成为新的世界集成电路制造中心。 首先,本文介绍了集成电路产业的相关概念,并对集成电路产业的重要特点进行了分析。其次,在介绍世界集成电路产业发展趋势的基础上本文对我国集成电路产业发展的现状进行了分析和论述, 并给出了发展我国集成电路的策略。 集成电路产业是信息产业和现代制造业的核心战略产业,其已成为一些国家信息产业发展中的重中之重。相比于其它地区,中国是集成电路产业的后来者,但新世纪集成电路产业的变迁为中国集成电路产业的蚓起带来了机遇,如果我们能抓住这一有利时机,中国不仅能成为集成电路产业的新兴地区,更能成为世界集成电路产业强国。 关键词:集成电路产业;发展现状;发展趋势 ABSTRACT

Integrated circuit(IC) industry is of a knowledge,technology and capital concentrated nature. IC industry in the world develops extremely fast and the technology improves everyday.Although currently China’s IC industry is not fully developed,taking into consideration of either quality or quantity of the products.with the shifting of the global industry centre to the east and with the stable economic growth,enormous market demands and abundant human and nature resources available in China,the development of China’s IC industry has favourable conditions in all aspects.and it is expected that in the near future China will become tire new IC manufacturing centre in the world. Firstly, this paper introduce the concept of IC , and analysis the important points of it. Secondly, this paper introduces the developments of IC in the word especially in China. In the end, this paper gives some advices of the developments of IC in our country. The IC is the core of information industry and modern manufacturing strategic industries. IT has become some national top priority in the development of information industry. Compared with other regions, the latter of the China's integrated circuit industry, but the changes of the IC industry in the new century for China's integrated circuit industry vermis creates opportunity, if we can seize the favorable opportunity, China can not only a new region of the integrated circuit industry, more can become the integrated circuit industry in the world powers. Key words: IC current situations tendency 前言

集成电路发展史

集成电路发展史 姚连军 120012009323 管理学院09财务管理 苏世勇 120012009222 管理学院09市场营销 傅彩芬 110012009023 法政学院09公共管理类 陈凯 120012009015 管理学院09工商管理 集成电路对一般人来说也许会有陌生感,但其实我们和它打交道的机会很多。计算机、电视机、手机、网站、取款机等等,数不胜数。除此之外在航空航天、星际飞行、医疗卫生、交通运输、武器装备等许多领域,几乎都离不开集成电路的应用,当今世界,说它无孔不入并不过分。 在当今这信息化的社会中,集成电路已成为各行各业实现信息化、智能化的基础。无论是在军事还是民用上,它已起着不可替代的作用。 1 集成电路概述 所谓集成电路(IC),就是在一块极小的硅单晶片上,利用半导体工艺制作上许多晶体二极管、三极管及电阻、电容等元件,并连接成完成特定电子技术功能的电子电路。从外观上看,它已成为一个不可分割的完整器件,集成电路在体积、重量、耗电、寿命、可靠性及电性能方面远远优于晶体管元件组成的电路,目前为止已广泛应用于电子设备、仪器仪表及电视机、录像机等电子设备中。[1] 2 集成电路发展及其影响 2.1集成电路的发展 集成电路的发展经历了一个漫长的过程,以下以时间顺序,简述一下它的发展过程。1906年,第一个电子管诞生;1912年前后,电子管的制作日趋成熟引发了无线电技术的发展;1918年前后,逐步发现了半导体材料;1920年,发现半导体材料所具有的光敏特性;1932年前后,运用量子学说建立了能带理论研究半导体现象;1956年,硅台面晶体管问世;1960年12月,世界上第一块硅集成电路制造成功;1966年,美国贝尔实验室使用比较完善的硅外延平面工艺制造成第一块公认的大规模集成电路。[2]1988年:16M DRAM问世,1平方厘米大小的硅片上集成有3500万个晶体管,标志着进入超大规模集成电路阶段的更高阶段。1997年:300MHz 奔腾Ⅱ问世,采用0.25μm工艺,奔腾系列芯片的推出让计算机的发展如虎添

手机芯片供应商格局及芯片国产化发展历程、存在的问题与未来趋势分析

手机芯片供应商格局及芯片国产化发展历程、存在的问题与未来趋势分析为更好地保障通信信息安全,使我国在芯片领域摆脱依赖进口的现状,首先分析了智能手机主要采用的芯片与芯片供应商格局的基本情况,然后从芯片设计与芯片制造两方面剖析了手机芯片国产化的发展进程,指出了目前存在的问题并对未来发展趋势作出判断。 引言 芯片是半导体元件产品的统称,是集成电路的载体,由晶圆分割而成。1960年,美国仙童公司制造出第一块可实际使用的单片集成电路。我们现在所说的芯片,则是超大规模集成电路发展的杰出代表。据Gartner预测,2017年全球半导体行业总营收将突破4000亿美元大关[2]。按收入统计,IC Insights所公布的2016年全球半导体排名TOP20中[3],美国占据8家,日本、欧洲、中国台湾地区各有3家,韩国拥有2家,新加坡1家,中国大陆暂未有企业上榜。其中纯芯片代工企业3家,芯片设计公司5家,其余公司则同时具备芯片设计和制造的能力。这一榜单基本反映了芯片行业主导竞争的全球格局分布。10 nm及其后续7 nm、5 nm、3 nm制造工艺、4G+/5G通信技术、高性能低功耗移动芯片平台、大容量存储芯片、物联网、车联网等是芯片行业聚焦的热点,知识产权(IP, Intellectual Property)、先进制造/封装技术、关键设备/原料、高级技术人才是主要的竞争壁垒。 据有关部门统计,2016年中国集成电路进口额高达2271亿美元[4],对外依存度仍处于高位。近些年,在国家政策的引导下,国内集成电路产业发展稳步提升,本文梳理了在此轮国内集成电路大发展中智能手机芯片产业链国产化情况,分析现状及存在问题,并对未来的发展趋势作出判断。 国家政策扶持 芯片在智能手机行业中拥有重要地位,是制造业的尖端领域之一,也是先进技术的代表行业之一。鉴于芯片行业的重要性以及我国在该领域的落后现实,工业和信息化部于2014年颁布《国家集成电路产业推进纲要》[5](以下简称“纲要”),纲要根据全球的发展趋势以及我国的产业现状,提出了集成电路行业发展的主要任务和发展重点,即着力发展集成

集成电路发展历史

世界集成电路发展历史 1947年:美国贝尔实验室的约翰·巴丁、布拉顿、肖克莱三人发明了晶体管,这是微电子技术发展中第一个里程碑; 1950年:结型晶体管诞生 1950年:R Ohl和肖克莱发明了离子注入工艺 1951年:场效应晶体管发明 1956年:C S Fuller发明了扩散工艺 1958年:仙童公司Robert Noyce与德仪公司基尔比间隔数月分别发明了集成电路,开创了世界微电子学的历史; 1960年:H H Loor和E Castellani发明了光刻工艺 1962年:美国RCA公司研制出MOS场效应晶体管 1963年:F.M.Wanlass和C.T.Sah首次提出CMOS技术,今天,95%以上的集成电路芯片都是基于CMOS工艺 1964年:Intel摩尔提出摩尔定律,预测晶体管集成度将会每18个月增加1倍 1966年:美国RCA公司研制出CMOS集成电路,并研制出第一块门阵列(50门),为现如今的大规模集成电路发展奠定了坚实基础,具有里程碑意义 1967年:应用材料公司(Applied Materials)成立,现已成为全球最大的半导体设备制造公司 1971年:Intel推出1kb动态随机存储器(DRAM),标志着大规模集成电路出现 1971年:全球第一个微处理器4004由Intel公司推出,采用的是MOS工艺,这是一个里程碑式的发明 1974年:RCA公司推出第一个CMOS微处理器1802 1976年:16kb DRAM和4kb SRAM问世 1978年:64kb动态随机存储器诞生,不足0.5平方厘米的硅片上集成了14万个晶体管,标志着超大规模集成电路(VLSI)时代的来临 1979年:Intel推出5MHz 8088微处理器,之后,IBM基于8088推出全球第一台PC

【2019年整理】生物芯片技术的发展历史

注:蓝字是建议使用的素材,别的你们也可以看一下选用哦世界发展史 进入21世纪,随着生物技术的迅速发展,电子技术和生物技术相结合诞生了半导体芯片的兄弟——生物芯片,这将给我们的生活带来一场深刻的革命。这场革命对于全世界的可持续发展都会起到不可估量的贡献。 生物芯片技术的发展最初得益于埃德温·迈勒·萨瑟恩(Edwin Mellor Southern)提出的核酸杂交理论,即标记的核酸分子能够与被固化的与之互补配对的核酸分子杂交。从这一角度而言,Southern杂交可以被看作是生物芯片的雏形。弗雷德里克·桑格(Fred Sanger)和吉尔伯特(Walter Gilbert)发明了现在广泛使用的DNA测序方法,并由此在1980年获得了诺贝尔奖。另一个诺贝尔奖获得者卡里·穆利斯(Kary Mullis)在1983年首先发明了PCR,以及后来再此基础上的一系列研究使得微量的DNA可以放大,并能用实验方法进行检测。 生物芯片这一名词最早是在二十世纪八十年代初提出的,当时主要指分子电子器件。它是生命科学领域中迅速发展起来的一项高新技术,主要是指通过微加工技术和微电子技术在固格体芯片表面构建的微型生物化学分析系统,以实现对细胞、蛋白质、DNA以及其他生物组分的准确、快速、大信息量的检测。美国海军实验室研究员卡特(Carter)等试图把有机功能分子或生物活性分子进行组装,想构建微功能单元,实现信息的获取、贮存、处理和传输等功能。用以研制仿生信息处理系统和生物计算机,从而产生了"分子电子学",同时取得了一些重要进展:如分子开关、分子贮存器、分子导线和分子神经元等分子器件,更引起科学界关注的是建立了基于DNA或蛋白质等分子计算的实验室模型。 进入二十世纪九十年代,人类基因组计划(Human Genome Project,HGP)和分子生物学相关学科的发展也为基因芯片技术的出现和发展提供了有利条件。与此同时,另一类"生物芯片"引起了人们的关注,通过机器人自动打印或光引导化学合成技术在硅片、玻璃、凝胶或尼龙膜上制造的生物分子微阵列,实现对化合物、蛋白质、核酸、细胞或其它生物组分准确、快速、大信息量的筛选或检测。 ●1991年Affymatrix公司福德(Fodor)组织半导体专家和分子生物学专家共同研制出利用光蚀刻光导合成多肽; ●1992年运用半导体照相平板技术,对原位合成制备的DNA芯片作了首次报道,这是世界上第一块基因芯片; ●1993年设计了一种寡核苷酸生物芯片; ●1994年又提出用光导合成的寡核苷酸芯片进行DNA序列快速分析; ●1996年灵活运用了照相平板印刷、计算机、半导体、激光共聚焦扫描、寡核苷酸合成及荧光标记探针杂交等多学科技术创造了世界上第一块商业化的生物芯片; ●1995年,斯坦福大学布朗(P.Brown)实验室发明了第一块以玻璃为载体的基因微矩阵芯片。 ●2001年,全世界生物芯片市场已达170亿美元,用生物芯片进行药理遗传学和药理基因组学研究所涉及的世界药物市场每年约1800亿美元; ●2000-2004年的五年内,在应用生物芯片的市场销售达到200亿美元左右。2005年,仅美国用于基因组研究的芯片销售额即达50亿美元,2010年有可能上升为400亿美元,这还不包括用于疾病预防及诊治及其它领域中的基因芯片,部分预计比基因组研究用量还要大上百倍。因此,基因芯片及相关产品产业将取代微电子芯片产业,成为21世纪最大的产业。 ●2004年3月,英国著名咨询公司弗若斯特·沙利文(Frost &Sulivan)公司出版了关于全球芯片市场的分析报告《世界DNA芯片市场的战略分析》。报告认为,全球DNA生物芯片

芯片制造工艺发展史

芯片制造工艺发展史 1947年:贝尔实验室肖特莱等人发明了晶体管,这是微电子技术发展中第一个里程碑; 1950年:结型晶体管诞生; 1950年:R Ohl和肖特莱发明了离子注入工艺; 1951年:场效应晶体管发明; 1956年:C S Fuller发明了扩散工艺; 1958年:仙童公司Robert Noyce与德仪公司基尔比间隔数月分别发明了集成电路,开创了世界微电子学的历史; 1960年:H H Loor和E Castellani发明了光刻工艺; 1962年:美国RCA公司研制出MOS场效应晶体管; 1963年:F.M.Wanlass和C.T.Sah首次提出CMOS技术,今天,95%以上的集成电路芯片都是基于CMOS工艺; 1964年:Intel摩尔提出摩尔定律,预测晶体管集成度将会每18个月增加1倍; 1966年:美国RCA公司研制出CMOS集成电路,并研制出第一块门阵列(50门); 1967年:应用材料公司(Applied Materials)成立,现已成为全球最大的半导体设备制造公司; 1971年:Intel推出1kb动态随机存储器(DRAM),标志着大规模集成电路出现; 1971年:全球第一个微处理器4004由Intel公司推出,采用的是MOS工艺,这是一个里程碑式的发明; 1974年:RCA公司推出第一个CMOS微处理器1802; 1976年:16kb DRAM和4kb SRAM问世; 1978年:64kb动态随机存储器诞生,不足0.5平方厘米的硅片上集成了14万个晶体管,标志着超大规模集成电路(VLSI)时代的来临; 1979年:Intel推出5MHz 8088微处理器,之后,IBM基于8088推出全球第一台PC; 1981年:256kb DRAM和64kb CMOS SRAM问世; 1984年:日本宣布推出1Mb DRAM和256kb SRAM; 1985年:80386微处理器问世,20MHz; 1988年:16M DRAM问世,1平方厘米大小的硅片上集成有3500万个晶体管,标志着进入超大规模集成电路(ULSI)阶段; 1989年:1Mb DRAM进入市场; 1989年:486微处理器推出,25MHz,1μm工艺,后来50MHz芯片采用0.8μm工艺; 1992年:64M位随机存储器问世; 1993年:66MHz奔腾处理器推出,采用0.6μm工艺; 1995年:Pentium Pro, 133MHz,采用0.6-0.35μm工艺; 1997年:300MHz奔腾Ⅱ问世,采用0.25μm工艺; 1999年:奔腾Ⅲ问世,450MHz,采用0.25μm工艺,后采用0.18μm工艺; 2000年: 1Gb RAM投放市场; 2000年:奔腾4问世,1.5GHz,采用0.18μm工艺; 2001年:Intel宣布2001年下半年采用0.13μm工艺。

集成电路设计方法的发展历史

集成电路设计方法的发展历史 、发展现状、及未来主流设 计方法报告 集成电路是一种微型电子器件或部件,为杰克·基尔比发明,它采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体,使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。集成电路具有体积小,重量轻,引出线和焊接点少,寿命长,可靠性高,性能好等优点,同时成本低,便于大规模生产。它不仅在工、民用电子设备如收录机、电视机、计算机等方面得到广泛的应用,同时在军事、通讯、遥控等方面也得到广泛的应用。用集成电路来装配电子设备,其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍,设备的稳定工作时间也可大大提高。 一、集成电路的发展历史: 1947年:贝尔实验室肖克莱等人发明了晶体管,这是微电子技术发展中第一个里程碑; 1950年:结型晶体管诞生; 1950年: R Ohl和肖特莱发明了离子注入工艺; 1951

年:场效应晶体管发明; 1956年:C S Fuller发明了扩散工艺; 1958年:仙童公司Robert Noyce与德仪公司基尔比间隔数月分别发明了集成电路,开创了世界微电子学的历史; 1960年:H H Loor和E Castellani发明了光刻工艺;1962年:美国RCA公司研制出MOS场效应晶体管; 1963年:和首次提出CMOS技术,今天,95%以上的集成电路芯片都是基于CMOS工艺; 1964年:Intel摩尔提出摩尔定律,预测晶体管集成度将会每18个月增加1倍; 1966年:美国RCA公司研制出CMOS集成电路,并研制出第一块门阵列; 1967年:应用材料公司成立,现已成为全球最大的半导体设备制造公司; 1971年:Intel推出1kb动态随机存储器,标志着大规模集成电路出现; 1971年:全球第一个微处理器4004Intel公司推出,采用的是MOS工艺,这是一个里程碑式的发明; 1974年:RCA公司推出第一个CMOS微处理器1802; 1976年:16kb DRAM和4kb SRAM问世; 1978年:64kb动态随机存储器诞生,不足平方厘米的硅片上集成了14万个晶体管,标志着超大规模集成电路时

中国半导体产业发展历史大事记

中国半导体产业发展历史大事记 1947年,美国贝尔实验室发明了半导体点接触式晶体管,从而开创了人类的硅文明时代。1956年,我国提出“向科学进军”,根据国外发展电子器件的进程,提出了中国也要研究半导体科学,把半导体技术列为国家四大紧急措施之一。中国科学院应用物理所首先举办了半导体器件短期培训班。请回国的半导体专家黄昆、吴锡九、黄敞、林兰英、王守武、成众志等讲授半导体理论、晶体管制造技术和半导体线路。在五所大学――北京大学、复旦大学、吉林大学、厦门大学和南京大学联合在北京大学开办了半导体物理专业,共同培养第一批半导体人才。培养出了第一批著名的教授:北京大学的黄昆、复旦大学的谢希德、吉林大学的高鼎三。 1957年毕业的第一批研究生中有中国科学院院士王阳元(北京大学微电子所所长)、工程院院士许居衍(华晶集团中央研究院院长)和电子工业部总工程师俞忠钰(北方华虹设计公司董事长)。 1957年,北京电子管厂通过还原氧化锗,拉出了锗单晶。中国科学院应用物理研究所和二机部十局第十一所开发锗晶体管。当年,中国相继研制出锗点接触二极管和三极管(即晶体管)。 1958年,美国德州仪器公司和仙童公司各自研制发明了半导体集成电路(IC)之后,发展极为迅猛,从SSI(小规模集成电路)起步,经过MSI(中规模集成电路),发展到LSI(大规模集成电路),然后发展到现在的VLSI(超大规模集成电路)及最近的ULSI(特大规模集成电路),甚至发展到将来的GSI(甚大规模集成电路),届时单片集成电路集成度将超过10亿个元件。 1959年,天津拉制出硅(Si)单晶。 1960年,中科院在北京建立半导体研究所,同年在河北建立工业性专业化研究所――第十三所(河北半导体研究所)。 1962年,天津拉制出砷化镓单晶(GaAs),为研究制备其他化合物半导体打下了基础。1962年,我国研究制成硅外延工艺,并开始研究采用照相制版,光刻工艺。 1963年,河北省半导体研究所制成硅平面型晶体管。 1964年,河北省半导体研究所研制出硅外延平面型晶体管。 1965年12月,河北半导体研究所召开鉴定会,鉴定了第一批半导体管,并在国内首先鉴定了DTL型(二极管――晶体管逻辑)数字逻辑电路。1966年底,在工厂范围内上海元件五厂鉴定了TTL电路产品。这些小规模双极型数字集成电路主要以与非门为主,还有与非驱动器、与门、或非门、或门、以及与或非电路等。标志着中国已经制成了自己的小规模集成电路。 1968年,组建国营东光电工厂(878厂)、上海无线电十九厂,至1970年建成投产,形成中国IC产业中的“两霸”。 1968年,上海无线电十四厂首家制成PMOS(P型金属-氧化物半导体)电路(MOSIC)。拉开了我国发展MOS电路的序幕,并在七十年代初,永川半导体研究所(现电子第24所)、上无十四厂和北京878厂相继研制成功NMOS电路。之后,又研制成CMOS电路。 七十年代初,IC价高利厚,需求巨大,引起了全国建设IC生产企业的热潮,共有四十多家集成电路工厂建成,四机部所属厂有749厂(永红器材厂)、871(天光集成电路厂)、878(东光电工厂)、4433厂(风光电工厂)和4435厂(韶光电工厂)等。各省市所建厂主要有:上海元件五厂、上无七厂、上无十四厂、上无十九厂、苏州半导体厂、常州半导体厂、北京半导体器件二厂、三厂、五厂、六厂、天津半导体(一)厂、航天部西安691厂等等。

集成电路的现状与发展趋势

集成电路的现状与发展趋势 1、国内外技术现状及发展趋势 目前,以集成电路为核心的电子信息产业超过了以汽车、石油、钢铁为代表的传统工业成为第一大产业,成为改造和拉动传统产业迈向数字时代的强大引擎和雄厚基石。1999年全球集成电路的销售额为1250亿美元,而以集成电路为核心的电子信息产业的世界贸易总额约占世界GNP的3%,现代经济发展的数据表明,每l~2元的集成电路产值,带动了10元左右电子工业产值的形成,进而带动了100元GDP的增长。目前,发达国家国民经济总产值增长部分的65%与集成电路相关;美国国防预算中的电子含量已占据了半壁江山(2001年为43.6%)。预计未来10年内,世界集成电路销售额将以年平均15%的速度增长,2010年将达到6000~8000亿美元。作为当今世界经济竞争的焦点,拥有自主版权的集成电路已曰益成为经济发展的命脉、社会进步的基础、国际竞争的筹码和国家安全的保障。 集成电路的集成度和产品性能每18个月增加一倍。据专家预测,今后20年左右,集成电路技术及其产品仍将遵循这一规律发展。集成电路最重要的生产过程包括:开发EDA(电子设计自动化)工具,利用EDA进行集成电路设计,根据设计结果在硅圆片上加工芯片(主要流程为薄膜制造、曝光和刻蚀),对加工完毕的芯片进行测试,为芯片进行封装,最后经应用开发将其装备到整机系统上与最终消费者见面。 20世纪80年代中期我国集成电路的加工水平为5微米,其后,经历了3、1、0.8、0.5、0.35微米的发展,目前达到了0.18 微米的水平,而当前国际水平为0.09微米(90纳米),我国与之相差约为2-3代。 (1)设计工具与设计方法。随着集成电路复杂程度的不断提高,单个芯片容纳器件的数量急剧增加,其设计工具也由最初的手工绘制转为计算机辅助设计(CAD),相应的设计工具根据市场需求迅速发展,出现了专门的EDA工具供应商。目前,EDA主要市场份额为美国的Cadence、Synopsys和Mentor等少数企业所垄断。中国华大集成电路设计中心是国内唯一一家EDA开发和产品供应商。 由于整机系统不断向轻、薄、小的方向发展,集成电路结构也由简单功能转向具备更多和更为复杂的功能,如彩电由5片机到3片机直到现在的单片机,手机用集成电路也经历了由多片到单片的变化。目前,SoC作为系统级集成电路,能在单一硅芯片上实现信号采集、转换、存储、处理和I/O等功能,将数字电路、存储器、MPU、MCU、DSP等集成在一块芯片上实现一个完整系统的功能。它的制造主要涉及深亚微米技术,特殊电路的工艺兼容技术,设计方法的研究,嵌入式IP核设计技术,测试策略和可测性技术,软硬件协同设计技术和安全保密技术。SoC以IP复用为基础,把已有优化的子系统甚至系统级模块纳入到新的系统设计之中,实现了集成电路设计能力的第4次飞跃。

中国芯片发展历程,从无到有再到优

中美谈判的重启,将中国高科技企业推上了风口浪尖,针尖对麦芒的背后既是双方未来布局的碰撞,也是回首过去的一次总结教训。从中兴到华为再到海康、大华,中国半导体产业,又到了一个关键时刻,承认现实国产芯片确实很弱小,但是未来回首往事时,就会发现今天所发生的一切,都将是磨刀石。这是中国芯片最坏的时代,也是最好的时代。 不可思议的开端

其实中国的半导体产业起步并不算晚。在那个革命氛围依旧非常浓厚的年代,领导对电子工业非常重视。 1955年2月,也就是“一五”期间,北京大学就开设了中国最早的半导体课程,负责人是杨振宁的大学好友、享誉世界的顶尖物理学家黄昆,以及后来成为复旦大学校长的另一位顶尖物理学家谢希德 1957年,京东方的前身北京电子管厂拉出了中国第一根锗单晶,同年,王守武、王守觉这对兄弟科学家研制出了中国最早的半导体器件—锗合金晶体管。考虑到当时新中国仅仅成立了8年,基础极为薄弱,所以这个成绩,已是相当不错。那几年,中国的半导体每年都有不错的进展。1965年9月,在上海冶金研究所和上海元件五厂共同努力下,抢在位于北京的半导体研究所之前,研制成功了中国第一块集成电路。这个成绩比美国晚7年,和日本相当,比韩国早10年。 1966年,通富微电的前身南通晶体管厂成立;1968年,北京和上海分别组建了国营东光电工厂(878厂)、无线电十九厂,四机部还在重庆永川建立了1424所(中电科第24所);1969年,四机部又成立了华天科技的前身甘肃天水永红器材厂(749厂)以及甘肃天水天光集成电路厂(871厂)。其实直到改革开放前几年,国产半导体的发展都是不错的。 改革开放后的当头一棒 如今谈到改革开放,我们总是着眼于带来的成就,但是辩证的看待问题,改革开放也是有代价的,比如,一些自主科技的停滞。第一是不断引进国外技术,第二是市场化改革。或许是特殊年代形成的民族自卑感,上至中央下至百姓都觉得自己的产品不如国外的好。各地政府和机构大肆引进国外的半导体设备和生产线。于是自己辛苦几十年的半导体产业被冷落了,相应的企业也没落了。比如上海无线电十四厂在70年代末是国内主要的计算器集成电路厂家,但是80年代初由于国外计算器的大量进入,该厂陷入亏损的境地。当然,我们不得不承认,在闭塞的计划经济环境下,又经历了大跃进、文革等事件,虽然很多半导体技术实现了突破,但是从产品质量和产量上都跟美日有差距。但是国产的再差,也不至于自废武功。而且可悲的是,虽然我们积极地、甚至盲目地拥抱国外的产品,但由于意识形态上的敌对,国外企业依然对中国进行严格的技术封锁。当时的中国市场引进的设备和生产线大多都是旧货烂货,在更新换代很快的电子行业,落后就意味着完全没有市场。随之而来的市场开放与改革让此时孱弱的国内半导体行业直面国外巨头,星星之火没有完全熄灭已是万幸,燎原是万万没可能的事。国家层面上,重视技术但是更想快速完成工业原始积

集成电路发展史

集成电路发展史 香港浸会大学物理系 谢国伟博士 早期发展 早在1830年,科学家已于实验室展开对半导体的研究。他们最初的研究对象是一些在加热后电阻值会增加的元素和化合物。这些物质有一共同点,当它们被光线照射时,会容许电流单向通过,我们可藉此控制电流的方向,称为光电导效应。在无线电接收器中,负责侦测讯息的整流器,就是一种半导体电子仪器的例子。德国的Ferdinand Braun利用了半导体方铅矿,一种硫化铅化合物的整流特性,创制世上第一台整流侦测器,后世俗称为猫胡子的侦测器。基于半导体的整流特性,我们能在整流侦测器内的金属接触面和半导体间建立起一电势差,令电子在某一方向流动时为“顺流而下”,反之则“逆流而上”。至此,半导体电子仪器起始面世。 (晶体管) 到了1874年,电报机、电话和无线电相继发明,使电力在日常生活中所扮演的角色,不再单单是能源的一种,而是开始步入了信息传播的领域,成为传播讯息的一种媒介。而电报机、电话以及无线电等早期电子仪器亦造就了一项新兴的工业──电子业的诞生。

(整流器) (电容) 在二十世纪的前半段,电子业的发展一直受到真空管技术的掣肘。真空管顾名思义是抽走了空气的玻璃管,内有阴、阳两极,电子会由阴极流向阳极。为了增加电子的流动,我们将阴极管加热至高温(摄氏数百度计),令电子在阴极受热“跳”出。再加上另外一枝电势比阴极还要略低的电极──控制栅极。我们能借着调整其电势来控制电子流动,以达到控制电流的目标。真空管本身有很多缺点:脆、易碎、体积庞大、不可靠、耗电量大、效率低以及运作时释出大量热能。这些问题,直到1947年贝尔实验室发明了晶体管后才得到解决。晶体管就像固态的真空管,电子由阴极流向阳极(在晶体管中称为电子泉和汲极),电子的流动则由一类似真空管中控制栅极的闸门控制。与真空管相比,晶体管体积细小、可靠、耐用、耗电量少而且效率高。晶体管的出现,令工程师能设计出更多更复杂的电路,这些电路包括了成千上万件不同的组件:晶体管、二极管、整流器和电容。可是,体积细小的电子零件却带来另一个问题:就是需要花费大量时间和金钱以人手焊接把这些组件接驳起,但人手焊接始终不是绝对可靠,令电路中成千上万的焊接点都有机会出现问题。因此,电子业接下来所面对的问题,就是要找出一种既可靠又合乎成本效益的方法以生产和焊接电子零件。

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