微电子技术发展趋势

微电子学是研究在固体(主要是半导体)材料上构成的微小型化电路、电路及系统的电子学分支,它主要研究电子或粒子在固体材料中的运动规律及其应用,并利用它实现信号处理功能的科学,以实现电路的系统和集成为目的,实用性强。 
微电子学是一门发展极为迅速的学科,高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微电子学发展的方向。信息技术发展的方向是多媒体(智能化)、网络化和个体化。要求系统获取和存储海量的多媒体信息、以极高速度精确可靠的处理和传输这些信息并及时地把有用信息显示出来或用于控制。所有这些都只能依赖于微电子技术的支撑才能成为现实。超高容量、超小型、超高速、超高频、超低功耗是信息技术无止境追求的目标,是微电子技术迅速发展的动力。 
微电子技术是当代发展最快的技术之一,是电子信息产业的基础和心脏。微电子技术的发展,大大推动了航天航空技术、遥测传感技术、通讯技术、计算机技术、网络技术及家用电器产业的迅猛发展。微电子技术的发展和应用,几乎使现代战争成为信息战、电子战。在我国,已经把电子信息产业列为国民经济的支拄性产业,微电子信息技术在我国也正受到越来越多的关注,其重要性也不言而喻,如今,微电子技术已成为衡量一个国家科学技术进步和综合国力的重要标志,微电子科学技术的发展水平和产业规模是一个国家经济实力的重要标志。   集成电路(IC)是微电子技术的核心,是电子工业的“粮食”。集成电路已发展到超大规模和甚大规模、深亚微米(0.25μm)精度和可集成数百万晶体管的水平,现在已把整个电子系统集成在一个芯片上。人们认为:微电子技术的发展和应用使全球发生了第三次工业革命。 
1965年,Intel公司创始人之一的董事长Gorden Moore在研究存贮器芯片上晶体管增长数的时间关系时发现,每过18~24个月,芯片集成度提高一倍。这一关系被称为穆尔定律(Moores Law),一直沿用至今。 
穆尔定律受两个因素制约,首先是事业的限制(business Limitations)。随着芯片集成度的提高,生产成本几乎呈指数增长。其次是物理限制(Physical Limitations)。当芯片设计及工艺进入到原子级时就会出现问题。 
DRAM的生产设备每更新一代,投资费用将增加1.7倍,被称为V3法则。目前建设一条月产5000万块16MDRAM的生产线,至少需要10亿美元。据此,64M位的生产线就要17亿美元,256M位的生产线需要29亿美元,1G位生产线需要将近50亿美元。 
至于物理限制,人们普遍认为,电路线宽达到0.05μm时,制作器件就会碰到严重问题。 
从集成电路的发展看,每前进一步,线宽将乘上一个0.7的常数。即:如果把0.25μm看作下一代技术,那么几年后又一代新产品将达到0.18μm(0.25μm×0.7),再过几年则会达到0.13μm。依次类推,这样再经过两三代,集成电路即将到达0.05μm。每一代大约需要经过3年左右。

 

 

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