电子信息专业导论03--集成电路

2014/10/291主讲：张有光教授电子信息工程学院电子信息导论03集成电路-历史与未来我国最大单品贸易逆差是什么？2014/10/292我国最大单品贸易逆差是什么？集成电路进出口进口出口逆差2012年192053413862013年23138771436单位：亿美元为什么？有什么隐患？集成电路的发明历史2014/10/293电子管-开启电子时代1883年爱迪生效应1904年弗莱明发明真空二极管1906年福雷斯特发明真空三极管第一台计算机1946年2月美国18800只电子管30吨重140平方米5000次/秒。有什么用？2014/10/294《晶体之火》--发明故事布拉顿巴丁肖克利1947年12月16日发明1956年诺贝尔物理奖物理材料结构设计1954年第1台晶体管计算机1952达默提出集成电路设想2014/10/295集成电路之父--基尔比2000年诺贝尔物理学奖TI公司，1958年9月在锗晶片上制作相移振荡器：4个元器件，不需要用金属导线相连仙童：平面工艺与集成电路诺伊斯英特尔创始人霍尔尼2014/10/296卓以和-分子束外延材料工艺东方人的耐心与西方的技术结合CMOS互补金属氧化物半导体1963年FrankWanlass发明CMOS电路1968年AlbertMedwinCMOS集成电路2014/10/297CPU由一堆沙变成集成电路！CPU是现代计算机的核心部件2014/10/298制造CPU的基本原料硅来自那些最不起眼的沙子经过复杂的制作过程CPU制造的准备阶段晶圆上的方块称为芯片2014/10/299光刻在监测自动湿刻蚀工具中的晶圆，该工艺可清除晶圆上多余的操作助剂或者污染物测试封装测试过程2014/10/2910集成电路产业发展史摩尔定律1965《半导体霸主》戈登.摩尔英特尔创始人2014/10/2911超越摩尔自旋电子类脑计算量子计算DNA…延续了50年的摩尔定律即将失效！集成器件制造商IDM从存储器到处理器PC处理器占80%集成电路发明模拟集成电路2014/10/2912张忠谋代工+Fabless设计与制造分开，开创半导体产业的新时代ARM：IP模式的典范-ChiplessAdvancedRISCMachines授权方式架构/指令集处理器处理器优化/物理IP包盈利模式IP授权费+版税2014/10/2913器件设计集成电路MP0MP2MN0MN2BBInput1Input2Input1Input2GndGndMP1MN1Input1Input2GndVddaVddaCLKCLKMP2MP0MP1MP3MN0MN1QmQmVDDRS-NVM0CLKGndMN2RS-NVM1自旋信号写入自旋信号读取CLK$CLK$CLK$CLK$CLK$CLK$vDD$vDD$vDD$vDD$vDD$vDD$vDD$vDD$Gnd$Gnd$Gnd$Gnd$Gnd$Gnd$Gnd$Gnd$A$A$A$Ci$A$Ci$Ci$A$A$Ci$Ci$Ci$B$B$B$B$TE#TE#BE#BE#TE#TE#BE#BE#SUM$Co$SUM$Co$SHRS$SLRS$vPCSA$RSM$&$Write$logic$MPCH#MPCH#MNPD#MNAMP#MNAMP#MPAMP#MPAMP#SLRS$SHRS$SHRS$SLRS$SHRS$SLRS$SHRS$SLRS$SLRS$SHRS$功能模块基于自旋电子器件的加法器器件建模计算模拟与实验测试比较测试片集成电路EDA中国华大九天EDA全球第4仿真与数学、实验，是科学研究手段集成电路封装技术2014/10/2914集成电路测试系统2014/10/291522nmFinFET3D晶体管鳍式场效应晶体管1999胡正明UCB教授2014/10/2916后摩尔时代，集成电路趋势？石墨烯单分子膜场效应晶体管碳纳米管-晶体管2014/10/2917胶带粘出来的诺贝尔奖安德烈·海姆诺沃肖洛夫自旋电子学发展趋势东芝预测20302020当前2014/10/2918类脑计算生物计算量子计算近年来，中国集成电路发展？2014/10/29192013清华大学发现量子反常霍尔效应1980年发现整数量子霍尔效应1982年发现分数量子霍尔效应2007年证实自旋量子霍尔效应2013复旦大学发明半浮栅晶体管2014/10/2920半浮栅晶体管隧穿与浮栅结构融合重大价值SRAMDRAM图像传感器2013年22nm先导工艺研发成功2014/10/2921千亿基金助推集成电路新跨越国家集成电路产业发展推进纲要2014年6月国家集成电路产业投资基金2014年10月一期总规模1200亿元清华紫光110亿收购上海展讯2013年英特尔投资展讯90亿占20%2014年谢谢！内容：张有光赵恒绘图：南江