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欧宝下注:VLSI规划课件一VLSI概述

发布时间:2021-09-09 12:35:51 来源:欧宝棋牌下载 作者:欧宝怎么注册账号

  第1章 VLSI概述 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 晶体管与集成电路的开展 摩尔定律(Moreˊs law) EDA技能的开展 IC工业的分工 VLSI规划方法学 深亚微米技能的应战 P1 1.1 晶体管与集成电路的开展 1.1.1 半导体集成电路的呈现与开展 1.1.2 集成电路根本概念 1.1.3 集成电路开展的特色 P2 1.1.1 半导体集成电路的呈现与开展 1947~1948年:贝尔实验室发布了国际上第一只晶体三极管(点接触)— “20世纪最巨大创造”,标志电子管向晶体管过渡,从此电路进入晶体管 年代。 1947年贝尔(Bell)实验室的肖 克莱、沃尔特·布拉登和约 翰·巴尔用几条金属箔片、一块 半导体资料和一个纸架构成的一 个模型:具有传导、放大和开关 电流的效果。称之为“点接晶体 管放大器”。 (1956年美国贝尔实验室三人获 诺贝尔奖) 图1–1 “点接晶体管放大器” P3 1948年,威廉·肖克莱(William Shockley)—“晶体管之父” ,提出结型 晶体管的主意; 1951年,威廉·肖克莱领导的研讨小组成功研发出第一个牢靠的单晶锗NPN 结型晶体管;(温度特性差、提纯度差、外表防护能力差(稳定性差)) 1952年,英国皇家雷达研讨所的达默第一次提出“集成电路”的想象; 1958年美国德克萨斯仪器公司基尔比为首的小组研发出国际上第一块集成电 路了双极性晶体管(由12个器材组成的相移振荡和触发器集成电路),并于 1959年发布—这便是国际上最早的集成电路,是现代集成电路的雏形或先 驱 ;(基尔比于2000年取得诺贝尔物理学奖) 1960年成功制造出MOS管集成电路(硅基); 1965年戈登·摩尔宣布猜测未来集成电路开展趋势的文章,便是“摩尔定律” 的前身; 1968年Intel公司诞生; 1971年,INTEL公司推出1024位(1k)DRAM,标志着大规划集成电路呈现; 1978年,64kbit RAM的呈现,标志着集成电路进入超大规划年代。 P4 集成电路的开展除了物理原理外还得益于许多新工艺的创造: ? 50年美国人奥尔和肖克莱创造的离子注入工艺; ? 56年美国人富勒创造的扩散工艺; ? 60年卢尔和克里斯坦森创造的外延成长工艺; ? 60年kang和Atalla研发出第一个硅MOS管; ? 70年斯皮勒和卡斯特兰尼创造的光刻工艺,使晶体管从点接触 结构向平面结构过渡并给集成电路工艺供给了根本的技能支持。 因而,从70年代开端,第一代集成电路才开端开展并敏捷老练。 P5 集成电路规划的开展: ? SSI(Small Scale): 1958年制造出包括12个晶体管的小规划集成电路 (根本的“与非”或“非门”电路); ? MSI:1966年开展到集成度为100~1000个晶体管的中规划集成电路(计 数器、译码器); ? LSI:1967-1973年,研发出1000个~10万个晶体管的大规划集成电路 (16位处理器,Motoral M68000(7万个晶体管),Intel 80286 (12.5 万个晶体管)); ? VLSI:1977年研发出在30平方毫米的硅晶片上集成15万个晶体管的超大 规划集成电路,这是电子技能的第四次重大突破,从此真实迈入了微 电子年代(32位处理器,80486超越100万个晶体管); ? ULSI(Ultra Large-Scale Integration) ,1993年跟着集成了1000万 个晶体管的16M FLASH和256M DRAM的研发成功,进入了特大规划集成 电路年代(SOC/SOPC体系); ? GSI(Giga Scale Integration)1994年因为集成1亿个元件的1G DRAM 的研发成功,进入巨大规划集成电路年代(Intel Pentium 4E,内部 集成一亿两 千五百万个晶体管)。 P6 1.1.2 集成电路根本概念 形状:一般为正方形或矩形。 面积:几平方毫米到几百平方毫米。面积增大引起功耗增大、封装困难、 成品率下降,本钱进步,可通过增大硅园片直径来补偿。 集成度,规划:包括的晶体管数目或等效逻辑门的数量。(1个2输入的 NAND=4个晶体管) 特征规范: ? 集成电路器材中最细线条的宽度,对MOS器材常指栅极所决议的 沟道几许长度(λ) ,是一条工艺线中能加工的最小规范; ? 反映了集成电路地图图形的精密程度,特征规范的削减首要取 决于光刻技能的改善(光刻最小特征规范与曝光所用波长)。 硅园片直径:考虑到集成电路的流片成品率和生产本钱,每个硅园片上 的管芯数保持在300个左右。(inch) P7 封装(Package):把IC管芯放入管壳(金属、陶瓷和塑料)内密封,使管芯与外部系 统树立牢靠衔接、确保信号完整性而能长时间牢靠作业。 ? 散热:确保在答应的温度下正常作业; ? 恶劣环境:化学介质、辐射、振荡维护; ? 规范化:使芯片应用到不同规范的基板上,规范的引脚距离便利测验。 ? 留意: 封装与互连不会增强信号,而只会削弱信号强度; 封装不会改善芯片的功用,只会约束体系功用。 封装类型(整体):从扦孔形(THP)向外表按装方式(SMP)开展,到现在的MCM(M ulti-Chip Module)多芯片组件封装。 ? THP:以电功用和热功用优秀、牢靠性高级特色而得到广泛应用(DIP); ? SMP:长处是无需镀金属通孔节约空间、进步功用和下降本钱,并且它还能够直 接将管芯按装在印制版电路板的双面,使电路板的费用下降60%;(QFP:Quad Flat Package,TQFP:Thin QFP); ? MCM:能够说是面向部件的或许说是面向体系或整机的,是在高密度多层互联基 板大将多个裸芯片拼装构成功用电路板。MCM技能集先进印刷电路板技能、先进 混合集成电路技能、先进外表安装技能、半导体集成电路技能于一体,是典型

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