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1、1,集成电路发展概说,姚若河,2,微电子技术发展的简要回顾 集成电路产业 应用举例,3,微电子技术发展的简要回顾 ICIntegrated circuit 集成电路是指通过一系列特定的加工工艺，将多个晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件，按照一定的电路连接集成在一块半导体单晶片或陶瓷等基片上，作为一个不可分割的整体执行某已特定功能的组件。,4,1947年12月世界上第一个晶体管诞生，发明人：肖克莱、巴丁、布扎顿。 1956年获诺贝尔物理学奖。,5,6,7,8,1833年 美国的法拉第发现氯化银的电阻率随温度升高而增大。最早的半导体性质。 1873年 施密特: 晶体硒在光照射下电阻变小
2、。光电导效应。,9,1877年 亚当斯: 晶体硒和金属接触在光照射下产生电动势半导体光生伏特效应。 1906年 皮尔逊: 金属与硅进体接触产生整流作用整流效应。 1931年 威尔逊提出能带理论，能很好地解释半导体的许多性质。 1939年 达维多夫：认识到半导体中少数载流子的重要性（少数载流子概念的提出）。,10,1947年12月世界上第一个晶体管。 1952年5月 美国的达默提出了集成电路的设想。 1958年 基尔比小组研制出第一块集成电路。,11,历史上第一个集成电路,12,微电子技术为支撑的电子产业平均发展速度大约在15以上。1994年为25，销售额达1097亿美元。2000年，销售额超过
3、2000亿美元。 摩尔定律：Intel公司创始人之一E.Moore在1965年预言的：集成电路的集成度每3年增长4倍，特征尺寸每3年缩小 倍。 年：97 99 2001 2003 2009 特征尺寸/um：0.25 0.18 0.15 0.13 0.07,13,戈登-摩尔,14,15,16,集成电路产业,17,集成电路产业,IC 设计 IC 制造 IC 封装及测试,18,1 IC 设计： 最初的物理版图设计入手 集成电路单元库 IP核,行为设计电路的功能 结构设计逻辑和电路 物理设计光刻掩膜版,19,16位音频DAC系统总体框图,20,21,22,23,24,25,26,27,28,2 IC制
4、造 光刻：可见光 甚远紫外光 电子束光刻 刻蚀：湿法腐蚀、干法腐蚀,溅射与离子束锐蚀 等离子刻蚀 反应离子刻蚀,扩散与离子注入 接触与互连,29,30,材料 结构多层互连 铜互连和低K互连 绝缘介质 电迁移 应力迁移 高K栅绝缘介质 新技术和新材料.,31,32,3 IC封装 IC产业经历了三次分工 60年代，IC厂掌握全部技术 70年代，第一次分工，工艺设备制造、提供商、生产厂商。 80年代，第二次分工，Foundry的出现，设计与生产制造分开。 90年代，第三次分工：设计的分工。系统芯片集成公司和IP提供与设 计公司。 封装产业是第二次分工时独立出来的。,33,34,35,36,37,38
5、,39,40,41,工艺流程 划片分类管芯键合引线键合密封管壳焊封塑模测试 材料 形式,塑封 陶瓷封装 金属封装,常规封装 表面封装,42,PIP 双列直插式封装 QFP 塑料方型扁平式封装 PFP 塑料扁平组件式封装 PGA 插针网格阵列封装 BGA 球栅阵列封装 SIP（System in Package）系统级封装,43,系统级封装示意图,44,系统级封装与SoC、MCM以及3D封装的结构比较,45,粤晶公司YJ6221,46,47,48,49,50,互连问题，多层互连： 电磁兼容、热阻问题。 无铅焊料 - 铅的危害 2003年2月13日，欧洲议会与欧洲部长会议组织强制要求自2006年7月1日起，在欧洲市场商销售的电子产品必须为无铅产品。 熔点，浸润性，电阻率，力学性能，抗疲劳性。 可靠性问题：锡须问题,51,应用举例,52,1623年第一台机械计算机,53,1674年第一台能连续运算计算机,54,1942年第一台现代计算机雏形计算机 电子管,55,1946年ENIAC计算机,56,第一台晶体管计算机TRADIC 800只晶体管,57,58,谢谢大家!,