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集成电路的发展历程:从1961到现在

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:1961年4月第一个集成电路专利被授予罗伯特·诺伊斯。用集成电路来装配电子设备,其装配密度比晶体管提高几十倍至几千倍,设备的稳定工作时间也大大提高。1965年摩尔定律诞生。大规模集成电路是指在一个芯片上集成有1000个以上电子元器件的集成电路。自1982年后,英特尔陆续制造了286微处理器、386微处理器、奔腾处理器。总之,电子技术产品正以飞快速度由大规模和超大规模集成电路时代进入到巨大规模集成电路时代。

集成电路的发展历程:从1961到现在

集成电路(Integrated Circuit,缩写IC)是20世纪60年代初期发展起来的一种微型半导体器件,或称芯片(Chip)。集成电路通过采用一定的电子技术工艺,把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元器件及布线互连一起,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。所有元器件在结构上组成一个整体,使电子元器件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。1961年4月第一个集成电路专利被授予罗伯特·诺伊斯(Robert Noyce)。最初的晶体管对收音机和电话而言已经足够,但是新的电子设备要求规格更小的晶体管。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。它不仅在工业、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,同时在军事通信、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提高几十倍至几千倍,设备的稳定工作时间也大大提高。

1965年摩尔定律诞生。戈登摩尔(Gordon Moore)1929年出生在美国加州的旧金山,曾获得加州大学伯克利分校的化学学士学位,并且在加州理工大学(CIT)获得物理化学(Physical Chemistry)博士学位。20世纪50年代中期,他和集成电路的发明者罗伯特·诺伊斯一起创办了半导体工业史上有名的仙童半导体公司(Fairchild Semiconductor)。仙童成为Intel和AMD之父。摩尔定律在著名的电子学杂志(Electronics Magazine)公布,预测未来一个芯片上的晶体管数量大约每18个月翻一倍(至今依然适用)。1968年7月,罗伯特·诺伊斯和戈登·摩尔创立了一个新的企业Intel(英特尔)公司,Intel为集成电子设备(In-tegrated Electronics)的缩写。1969年,Intel成功开发出第一个PMOS硅栅晶体管技术,除继续使用传统的二氧化硅栅介质外,还引入了新的多晶硅栅电极。

1971年以后,电子技术进入大规模集成电路(Large Scale Integration,LSI)时代。大规模集成电路是指在一个芯片上集成有1000个以上电子元器件的集成电路。1971年Intel公司发布了第一个微处理器4004,规格为1/8in(1in=2.54cm)×1/16in,仅包含2000多个晶体管,采用英特尔10μmPMOS技术生产。1972年Intel公司发布了第一个8位处理器8008。1978年Intel公司标志性地把8088微处理器销售给IBM公司新的个人电脑事业部,武装了IBM公司新产品IBM PC的中枢大脑。16位8088处理器为8086的改进版,含有2.9万个晶体管,运行频率为5MHz、8MHz和10MHz。8088的成功推动Intel公司进入了财富(For-ture)500强企业排名,财富(Forture)杂志将Intel公司评为“70年代商业奇迹之一”。

自1982年后,英特尔陆续制造了286微处理器、386微处理器(1985年)、奔腾处理器(1993年)。2002年采用英特尔0.13μm制程技术生产的奔腾4处理器含有5500万个晶体管,高性能桌面台式电脑由此可实现每秒钟22亿个周期运算,电子技术进入巨大规模集成电路时代。2011年5月英特尔成功开发出世界首个3D晶体管,称为Tri-Gate。(www.xing528.com)

此外,微电子技术(微电子学)也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,产生的微芯片具有体积小、重量轻、可靠性高、工作速度快的特点,对信息时代(数字化时代)产生了巨大的影响。

总之,电子技术产品正以飞快速度由大规模和超大规模集成电路时代进入到巨大规模集成电路(也称甚大规模集成电路)时代。近30年来电子技术发展十分迅猛,集成电路产业已不再依赖CPU、存储器等单一器件发展,移动互联、三网融合、多屏互动、智能终端带来了多重市场空间,商业模式不断创新,电子技术产品(特别是计算机)进入了智能时代。

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