1.3微電子技術簡介（1）微電子技術與集成電路（2）集成電路的制造（3）集成電路的發(fā)展趨勢（4）IC卡(1)微電子技術與集成電路微電子技術是信息技術領域中的關鍵技術，是發(fā)展電子信息產業(yè)和各項高技術的基礎

微電子技術的核心是集成電路技術電子電路中元器件的發(fā)展演變晶體管(1948)中/小規(guī)模集成電路(1950’s)微電子技術是以集成電路為核心的電子技術，它是在電子元器件小型化、微型化的過程中發(fā)展起來的。大規(guī)模/超大規(guī)模集成電路(1970’s)電子管(1904)什么是集成電路？集成電路

(IntegratedCircuit，簡稱IC)：

以半導體單晶片作為基片,采用平面工藝，將晶體管、電阻、電容等元器件及其連線所構成的電路制作在基片上所構成的一個微型化的電路或系統(tǒng)集成電路的優(yōu)點：體積小、重量輕功耗小、成本低速度快、可靠性高超大規(guī)模集成電路小規(guī)模集成電路現代集成電路的半導體材料主要是硅也可以是化合物半導體如砷化鎵等集成電路的分類按用途分：通用集成電路專用集成電路（ASIC）按電路的功能分：數字集成電路模擬集成電路按晶體管結構、電路和工藝分：雙極型（Bipolar）電路金屬氧化物半導體(MOS)電路······按集成度(芯片中包含的元器件數目)分：集成電路規(guī)模元器件數目小規(guī)模集成電路（SSI）＜100中規(guī)模集成電路（MSI）100~3000大規(guī)模集成電路（LSI）3000~10萬超大規(guī)模集成電路（VLSI）10萬~幾十億極大規(guī)模集成電路（ULSI）＞100萬專用集成電路（ASIC）電路circuit['s?:kit]ApplicationSpecificIntergratedCircuits小規(guī)模集成電路（SSI）SmallScaleIntegrationcircuits['s?:kit]中規(guī)模集成電路（MSI）Medium大規(guī)模集成電路（LSI）Large

超大規(guī)模集成電路（VLSI）VeryLarge

極大規(guī)模集成電路（ULSI）UltraLarge幾個縮寫的含義(2)集成電路的制造集成電路的制造工序繁多，從原料熔煉開始到最終產品包裝大約需要400多道工序，工藝復雜且技術難度非常高，有一系列的關鍵技術。許多工序必須在恒溫、恒濕、超潔凈的無塵廠房內完成。目前興建一個有兩條生產線能加工8英寸晶圓的集成電路工廠需投資人民幣10億元以上。集成電路的制造流程硅拋光片單晶硅錠單晶硅錠經切割、研磨和拋光后制成鏡面一樣光滑的圓形薄片，稱為“硅拋光片”晶圓硅平面工藝硅平面工藝包括氧化、光刻、摻雜和互連等工序，最終在硅片上制成包含多層電路及電子元件的集成電路。通常每一硅拋光片上可制作成百上千個獨立的集成電路，這種整整齊齊排滿了集成電路的硅片稱作“晶圓”芯片檢測、分類集成電路封裝對晶圓上的每個電路進行檢測，然后將晶圓切開成小片，把合格的電路分類，再封裝成一個個獨立的集成電路成品測試成品進行成品測試，按其性能參數分為不同等級，貼上規(guī)格型號及出廠日期等標簽，成品即可出廠集成電路的封裝

集成電路封裝目的：電功能、散熱功能、機械與化學保護功能常見的封裝方式：單列直插式（SIP）雙列直插式（DIP）陣列式（PGA）塑料有引線芯片載體（PLCC）扁平貼片式(PQFP)

球柵陣列封裝(BGA)

小外形封裝（SOP）

FC-PGA2封裝方式（Pentium4處理器）集成電路插座集成電路的封裝形式(3)集成電路的發(fā)展趨勢集成電路的工作速度主要取決于晶體管的尺寸。晶體管的尺寸越小，其極限工作頻率越高，門電路的開關速度就越快，相同面積的晶片可容納的晶體管數目就越多。所以從集成電路問世以來，人們就一直在縮小晶體管、電阻、電容、連接線的尺寸上下功夫。

IC集成度提高的規(guī)律Moore定律：單塊集成電路的集成度平均每18~24個月翻一番(GordonE.Moore,1965年)晶體管數例：Intel微處理器集成度的發(fā)展酷睿2雙核

（2006） 291～410M晶體管酷睿2四核

（2007） 820M晶體管100019701975198019851990199520001000010000010610x106

100x10640048008808080868028680386PentiumPentiumIIPentiumIIIPentium48048620101000x106CORE2DuoCORE2Quad集成電路技術的發(fā)展趨勢19992001200420082014工藝(μm)0.180.130.090.0450.014晶體管(M)23.847.61355393500時鐘頻率(GHz)1.21.62.02.65510面積(mm2)340340390468901連線層數678910晶圓直徑(英寸)1212141618減小蝕刻尺寸，縮小晶體管、電阻、電容和連線的尺寸

增大硅晶圓的面積：使每塊晶圓能生產更多的芯片進一步提高集成度的問題與出路問題：線寬進一步縮小后，晶體管線條小到納米級時，其電流微弱到僅有幾十個甚至幾個電子流動，晶體管將逼近其物理極限而無法正常工作出路：人們正在利用這些量子效應研制具有全新功能的量子器件，使能開發(fā)出新的納米芯片和量子計算機把電子與光子并用，實現光電子集成光子計算機

光能夠像電一樣來傳遞信息，甚至效果更好。而且，更重要的一個特點在于它不會和周圍環(huán)境發(fā)生相互干擾的作用。在光子計算機中，不同波長的光代表不同的數據，遠勝于電子計算機中通過電子“0”、“1”狀態(tài)變化進行的二進制運算，可以對復雜度高、計算量大的任務實現快速的并行處理。光子計算機將使運算速度在目前基礎上呈指數上升。據了解，美國貝爾實驗室宣布研制出世界上第一臺光學計算機。它采用砷化鎵光學開關，運算速度達每秒10億次。盡管這臺光學計算機與理論上的光學計算機還有一定距離，但已顯示出強大的生命力。

量子計算機

是運用量子力學來設計的。從理論上說，它們的速度提高可以說是沒有止境的，因為量子計算技術可以在同一時間內執(zhí)行各種操作，同時有足夠的能力來完成現在電子計算機還很難完成的任務， 比如說完成密碼的破譯和語音的識 別等等。因此，歐洲已經成立了量 子計算機研究所，現在估計，量子 計算機可能會在今后的十五年左右 出現。光電計算機分子計算機

現在已經開發(fā)出來一種能夠由氮氣和二氯化碳來開動和關閉的分子計算機，這種超高速的微型計算機離現實已經很近了。分子計算機能夠比硅計算機更小、更便宜,耗...分子計算機的各種應用:手表大的超級計算機、可縫進到衣服里...

生物計算機實際上就是隨著生物技術的發(fā)展，人們將模仿人的大腦制造一種用基因學的機制來開發(fā)的新一代計算機。

現在生物計算機的模型已經出來。以色列的科學家制造了一個有可能會比單個活細胞還要小的計算機的模型。這么微小的計算機也可能將在我們的體內漫游，監(jiān)視我們的健康。也許會糾正它所發(fā) 現人體內哪個地方脂肪的堆積，幫 助解決問題。其實每一個細胞實際 上都是一個復雜的生物機件，一個 系統(tǒng)。用這么一種仿生技術來制造 生物計算機。集成電路的發(fā)展趨勢(4)IC卡簡介幾乎每個人每天都與IC卡打交道，例如我們的身份證、手機SIM卡、交通卡、飯卡等等，什么是IC卡？它有哪些類型和用途？工作原理大致是怎樣的？下面是簡單介紹。什么是IC卡？IC卡(chipcard、smartcard)，又稱為集成電路卡，它是把集成電路芯片密封在塑料卡基片內，使其成為能存儲信息、處理和傳遞數據的載體特點：存儲信息量大保密性能強可以防止偽造和竊用抗干擾能力強可靠性高應用舉例：電子證件、電子錢包IC卡的類型(按芯片分類)存儲器卡：封裝的集成電路為存儲器，信息可長期保存，也可通過讀卡器改寫。結構簡單，使用方便。用于安全性要求不高的場合，如電話卡、水電費卡、公交卡、醫(yī)療卡等

（帶加密邏輯的存儲器卡增加了加密電路）CPU卡（智能卡）：封裝的集成電路為中央處理器（CPU）和存儲器，還配有芯片操作系統(tǒng)(ChipOperatingSystem)，處理能力強，保密性更好，常用作證件和信用卡使用。手機中使用的SIM卡就是一種特殊的CPU卡。IC卡的類型(按使用方式分類)接觸式IC卡(如電話IC卡)表面有方型鍍金接口，共8個或6個鍍金觸點。使用時必須將IC卡插入讀卡機，通過金屬觸點傳輸數據。用于信息量大、讀寫操作比較復雜的場合,但易磨損、怕臟、壽命短非接觸式IC卡(射頻卡、感應卡)采用電磁感應方式無線傳輸數據，解決了無源（卡中無電源）和免接觸問題操作方便，快捷，采用全密封膠固化，防水、防污，使用壽命長用于讀寫信息較簡單的場合，如身份驗證等

接觸式IC卡接觸式IC卡的結構非接觸式IC卡C在下列有關微電子技術與集成電路的敘述中，錯誤的是

。A.微電子