集成電路

自本世紀(jì)初，真空電子管發(fā)明后，至今電子器件至今已經(jīng)歷了五代的發(fā)展過程。集成電路(IC)的誕生,使電子技術(shù)出現(xiàn)了劃時(shí)代的革命,它是現(xiàn)代電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)發(fā)展的基礎(chǔ),也是微電子技術(shù)發(fā)展的標(biāo)志。

集成電路規(guī)模的劃分，目前在國際上尚無嚴(yán)格、確切的定義。在發(fā)展過程中，人們逐漸形成一種似乎比較一致的劃分意見，按芯片上所含邏輯門電路或晶體管的個(gè)數(shù)作為劃分標(biāo)志。一般人們將單塊芯片上包含 100個(gè)元件或 10個(gè)邏輯門以下的集成電路稱為小規(guī)模集成電路;而將元件數(shù)在100個(gè)以上、1000個(gè)以下，或邏輯門在10個(gè)以上、100個(gè)以下的稱為中規(guī)模集成電路;門數(shù)在100-5000個(gè)，或包含1000-100 000個(gè)元件的稱大規(guī)模集成電路(LSI)，門數(shù)超過500o個(gè)，或元件數(shù)高于10萬個(gè)的則稱超大規(guī)模集成電路(VLSI)。

電路集成化的最初設(shè)想是在晶體管興起后不久的1952年，由英國科學(xué)家達(dá)默提出的。他設(shè)想按照電子線路的要求，將一個(gè)線路所包含的晶體管和二極管，以及其他必要的元件統(tǒng)統(tǒng)集合在一塊半導(dǎo)體晶片上，從而構(gòu)成一塊具有預(yù)定功能的電路。

1958年，美國得克薩斯儀器公司的一位工程師基爾比，按照上述設(shè)想，制成了世界上第一塊集成電路。他使用一根半導(dǎo)體單晶硅制成了相移振蕩器，這個(gè)振蕩器所包含的4個(gè)元器件已不需要用金屬導(dǎo)線相連，硅律本身既用為電子元器件的材料，又構(gòu)成使它們之間相連的通路。

同年，另一家美國著名的仙童電子公司也宣稱研制成功集成電路。由該公司赫爾尼等人所發(fā)明的一整套制作微型晶體管的新工藝--“平面工藝”被移用到集成電路的制作中，使集成電路很快從實(shí)驗(yàn)室研制試驗(yàn)階段轉(zhuǎn)人工業(yè)生產(chǎn)階段。

1959年底，得克薩斯儀器公司首先宣市建成世界上第一條集成電路生產(chǎn)線。1962年，世界上出現(xiàn)了第一塊集成電路正式商品。雖然這塊電路上只有幾個(gè)晶體管和電阻，但它預(yù)示著第三代電子器件已正式登上電子學(xué)舞臺。

不久，世界范圍內(nèi)掀起了集成電路的研制熱潮。早期的典型硅芯片為1.25毫米見方。60年代初，國際上出現(xiàn)的集成電路產(chǎn)品，每個(gè)硅片上的元件數(shù)在100個(gè)左右;1967年已達(dá)到1000個(gè)晶體管，這標(biāo)志著大規(guī)模集成階段的開端;到1976年，發(fā)展到一個(gè)芯片上可集成1萬多個(gè)晶體管;進(jìn)人80年代以來，一塊硅片上有幾萬個(gè)晶體管的大規(guī)模集成電路已經(jīng)很普遍了，并且正在向超大規(guī)模集成電路發(fā)展。如今，已出現(xiàn)屬于第五代的產(chǎn)品，在不到30平方毫米的硅芯片上集成的晶體管數(shù)激增到200萬只以上。