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进德修业博文达理重庆文理学院电气学院微电子概论课程论文题目：微电子产业前景展望及国内外差距姓名：李琛瑶学号：201008074033年级专业：10级微电子01班微电子产业前景展望及国内外差距[摘要]本文简介了微电子行业的发展历史以及产业前景展望，同时对比了国内外差距，介绍了世界最先进的IC产业公司Intel。作为一个新兴产业，自1958年美国德克萨斯仪器公司(TI)发明集成电路（IC）后，随着硅平面技术的发展，二十世纪六十年代先后发明了双极型和MOS型两种重要的集成电路，创造了一个前所未有的具有极强渗透力和旺盛生命力的新兴产业微电子产业。展望微电子产业方兴未艾，作为一名微电子制造工程在读本科学生，我对本行业前景充满信心。[关键字]微电子制造工程微电子发展历史微电子产业前景展望IC产业著名微电子企业Intel国内外行业情况桂林电子科技大学引言微电子技术是随着集成电路，尤其是超大型规模集成电路而发展起来的一门新的技术。微电子技术包括系统电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、自动测试以及封装、组装等一系列专门的技术，微电子技术是微电子学中的各项工艺技术的总和。一、电子发展历史微电子技术是在电子电路和系统的超小型化和微型化过程中逐渐形成和发展起来的，第二次大战中、后期，由于军事需要对电子设备提出了不少具有根本意义的设想，并研究出一些有用的技术。1947年晶体管的发明，后来又结合印刷电路组装使电子电路在小型化的方面前进了一大步。到1958年前后已研究成功以这种组件为基础的混合组件。集成电路技术是通过一系列特定的加工工艺，将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件，按照-定的电路互连，“集成”在一块半导体单晶片上，执行特定电路或系统功能。微电子技术是高科技和信息产业的核心技术。微电子产业是基础性产业，之所以发展得如此之快，除了技术本身对国民经济的巨大贡献之外，还与它极强的渗透性有关。另外，现代战争将是以集成电路为关键技术、以电子战和信息战为特点的高技术战争。微电子技术是随着集成电路，尤其是超大型规模集成电路而发展起来的一门新的技术。微电子技术包括系统电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、自动测试以及封装、组装等一系列专门的技术，微电子技术是微电子学中的各项工艺技术的总和。微电子技术是在电子电路和系统的超小型化和微型化过程中逐渐形成和发展起来的，第二次大战中、后期，由于军事需要对电子设备提出了不少具有根本意义的设想，并研究出一些有用的技术。1947年晶体管的发明，后来又结合印刷电路组装使电子电路在小型化的方面前进了一大步。到1958年前后已研究成功以这种组件为基础的混合组件。集成电路的主要工艺技术，是在50年代后半期硅平面晶体管技术和更早的金属真空涂膜学技术基础上发展起来的。1964年出现了磁双极型集成电路产品。1962年生产出晶体管——晶体管理逻辑电路和发射极藉合逻辑电路。MOS集成电路出现。由于MOS电路在高度集成方面的优点和集成电路对电子技术的影响，集成电路发展越来越快。70年代，微电子技术进入了以大规模集成电路为中心的新阶段。随着集成密度日益提高，集成电路正向集成系统发展，电路的设计也日益复杂、费时和昂贵。实际上如果没有计算机的辅助，较复杂的大规模集成电路的设计是不可能的。70年代以来，集成电路利用计算机的设计有很大的进展。制版的计算机辅助设计、器件模拟、电路模拟、逻辑模拟、布局布线的计算辅助设计等程序，都先后研究成功，并发展成为包括校核、优化等算法在内的混合计算机辅助设计，乃至整套设备的计算机辅助设计系统。集成电路制造的计算机管理，也已开始实现。此外，与大规模集成和超大规模集成的高速发展相适应，有关的器件材料科学和技术、测试科学和计算机辅助测试、封装技术和超净室技术等都有重大的进展。电子技术发展很快，在工艺技术上，微细加工技术，如电子束、离子束、X射线等复印技术和干法刻蚀技术日益完善，使生产上在到亚微米以至更高的光刻水平，集成电路的集成弃将超大型越每片106—107个元件，以至达到全图片上集成一个复杂的微电子系统。高质量的超薄氧化层、新的离子注入退火技术、高电导高熔点金属以其硅化物金属化和浅欧姆结等一系列工艺技术正获得进一步的发展。在微电子技术的设计和测试技术方面，随着集成度和集成系统复杂性的提高，冗余技术、容错技术，将在设计技术中得到广泛应用。二、IC产业发展与变革自发明集成电路至今40多年以来，从电路集成到系统集成这句话是对IC产品从小规模集成电路（SSI）到今天特大规模集成电路（ULSI）发展过程的最好总结，即整个集成电路产品的发展经历了从传统的板上系统（System-on-board）到片上系统（System-on-a-chip）的过程。在这历史过程中，世界IC产业为适应技术的发展和市场的需求，其产业结构经历了三次变革。第一次变革：以加工制造为主导的IC产业发展的初级阶段。70年代，集成电路的主流产品是微处理器、存储器以及标准通用逻辑电路。这一时期IC制造商（IDM）在IC市场中充当主要角色，IC设计只作为附属部门而存在。这时的IC设计和半导体工艺密切相关。IC设计主要以人工为主，CAD系统仅作为数据处理和图形编程之用。IC产业仅处在以生产为导向的初级阶段。第二次变革：Foundry公司与IC设计公司的崛起。80年代，集成电路的主流产品为微处理器（MPU）、微控制器（MCU）及专用IC（ASIC）。这时，无生产线的IC设计公司（Fabless）与标准工艺加工线（Foundry）相结合的方式开始成为集成电路产业发展的新模式。随着微处理器和PC机的广泛应用和普及（特别是在通信、工业控制、消费电子等领域），IC产业已开始进入以客户为导向的阶段。一方面标准化功能的IC已难以满足整机客户对系统成本、可靠性等要求，同时整机客户则要求不断增加IC的集成度，提高保密性，减小芯片面积使系统的体积缩小，降低成本，提高产品的性能价格比，从而增强产品的竞争力，得到更多的市场份额和更丰厚的利润；另一方面，由于IC微细加工技术的进步，软件的硬件化已成为可能，为了改善系统的速度和简化程序，故各种硬件结构的ASIC如门阵列、可编程逻辑器件（包括FPGA）、标准单元、全定制电路等应运而生，其比例在整个IC销售额中1982年已占12%；其三是随着EDA工具（电子设计自动化工具）的发展，PCB设计方法引入IC设计之中，如库的概念、工艺模拟参数及其仿真概念等，设计开始进入抽象化阶段，使设计过程可以独立于生产工艺而存在。有远见的整机厂商和创业者包括风险投资基金（VC）看到ASIC的市场和发展前景，纷纷开始成立专业设计公司和IC设计部门，一种无生产线的集成电路设计公司（Fabless）或设计部门纷纷建立起来并得到迅速的发展。同时也带动了标准工艺加工线（Foundry）的崛起。全球第一个Foundry工厂是1987年成立的台湾积体电路公司，它的创始人张忠谋也被誉为“晶芯片加工之父”。第三次变革：“四业分离”的IC产业90年代，随着INTERNET的兴起，IC产业跨入以竞争为导向的高级阶段，国际竞争由原来的资源竞争、价格竞争转向人才知识竞争、密集资本竞争。以DRAM为中心来扩大设备投资的竞争方式已成为过去。如1990年，美国以Intel为代表，为抗争日本跃居世界半导体榜首之威胁，主动放弃DRAM市场，大搞CPU，对半导体工业作了重大结构调整，又重新夺回了世界半导体霸主地位。这使人们认识到，越来越庞大的集成电路产业体系并不有利于整个IC产业发展，分才能精，整合才成优势。于是，IC产业结构向高度专业化转化成为一种趋势，开始形成了设计业、制造业、封装业、测试业独立成行的局面，近年来，全球IC产业的发展越来越显示出这种结构的优势。如台湾IC业正是由于以中小企业为主，比较好地形成了高度分工的产业结构，故自1996年，受亚洲经济危机的波及，全球半导体产业出现生产过剩、效益下滑，而IC设计业却获得持续的增长。特别是96、97、98年持续三年的DRAM的跌价、MPU的下滑，世界半导体工业的增长速度已远达不到从前17%的增长值，若再依靠高投入提升技术，追求大尺寸硅片、追求微细加工，从大生产中来降低成本，推动其增长，将难以为继。而IC设计企业更接近市场和了解市场，通过创新开发出高附加值的产品，直接推动着电子系统的更新换代；同时，在创新中获取利润，在快速、协调发展的基础上积累资本，带动半导体设备的更新和新的投入；IC设计业作为集成电路产业的龙头，为整个集成电路产业的增长注入了新的动力和活力。三、未来发展趋势国际微电子发展的趋势是：集成电路的特征尺寸将继续缩小，集成电路(IC)将发展为系统芯片(SOC)。微电子技术和其他学科相结合将产生很多新的学科生长点，与其它产业结合成为重大经济增长点。1999年中国集成电路的总消耗量折合人民币为436亿元，其中国产芯片的总量为83.8亿元人民币，占世界芯片产量的0.6%。虽然中国微电子产业的发展有了很大进步，但与发达国家相比还很落后，生产技术总体上还有2代左右的差距。国内集成电路需求的自给率很低，特别是技术含量高的产品，基本上依靠进口。随着集成电路技术的发展，使整机、电路与元件、器件之间的明确界限被突跛，器件问题、电路问题和整机系统问题已经结合在一起，体现在一小块硅片上，这就形成了固体物理、器件工艺与电子学三者交叉的新技术学科一微电子学。随着集成电路技术的广泛渗透和延拓，它将是一个更为广泛的边缘性学科。一言以蔽之：微电子技术是信息社会的基石。实现信息化的网络及其关键部件不管是各种计算机还是通讯电子装备，它们的基础都是集成电胳。1946年2月年美国莫尔学院研制成功第一台电子数值积分器和计算器的时代，那足一个由18000个电子管组成，占地150平方米，重30吨的庞然大物。设想一下，这样的计算机能够进入办公室、车间和家庭吗？以至于当时有的科学家认为全世界只要4台这样的计算机就够了，可是现在全世界汁算机包括微机在内就有上亿台。这只有在1948年贝尔实验室的科学家们发明了晶体管(微电子技术发展中第一个里程碑)，特别是1958年硅平面工艺的发展和集成电路的发明(这可以认为是第二个理程碑)，之后才可能出现今天这样的以集成电路技术为基础的电子倍息技术和产业。正如最近美国工程技术界评出20世纪世界最伟大20项工程技术成就中第5项电子技术时谈到，“从真空管到半导体、集成电路已成为当代各行各业智能工作的基石。”这是由其本质所决定的：社会信息化的程度取决于对信息的掌握、处理能力和应用程度，而集成电胳正是集信息处理、存储、传输于一个小小的芯片中。当前微电子技术发展已进入系统集成芯片(SOC-SystemOnChip)的时代.可将整个系统或子系统集成在一个硅芯片上。进一步发展，可以将各种物理的、化学的和生物的敏感器(执行信息获取功能)和执行器与信息处理系统集成在一起，从而完成从信息获取、处理、存储、传输到执行的系统功能，这是一个更广义上的系统集成芯片。可以认为这是微电子技术又一次革命性变革。它已如同细胞组成人体一样，成为现代工农业、国防装备和家庭耐用消费品的细胞。现在集成电路产业产值年增长率≥15%，在技术上，集成度以午增长率46%的速率持续发展，世界上还没有一个产业能以这样的速度持续发展。1990年日本以集成电路为基础的电子工业产值超过号称为第一产业的汽车工业而成为第-一大产业。2000年以集成电路为基础的电子信息产业成为世界第一大产业。集成电路的原料是地球上除氧以外含量最丰富的元素-硅，这样一块黑褐色小片，肉眼看上去.没有任何令人满意的地方，但经过入们的创新设计和一系列创新的工艺技术加工制造，成为集成电路芯片.将人类的智慧与创造固化在硅芯片上，因而是知识创新的载体，价值千金。这是典型的“点石成金”。改变着社会的生产方式和人们的生活方式，不仅成为现代产业和科学技术的基础，而且正在创造着代表信息时代的硅文化(siliconculture)。因此有科学家认为人类继石器、青铜器、铁器时代之后正进入硅石时代。集成电路产业对国民经济的战略作用首先表现在当代食物链关