『壹』 集成電路計算機的發展歷程
集成電路發展初期最重要的應用領域是計算機技術領域。第三代計算機的發展是建立在集成電路技術基礎上的,其硬體的各個組成部分,從微處理器、存儲器到輸入、輸出設備,都是集成電路技術的結晶。
1964年4月7日,IBM公司研製成功世界上第一個採用集成電路的通用計算機IBM 360系統,它兼顧了科學計算和事務處理兩方面的應用。IBM 360系列計算機是最早使用集成電路的通用計算機系列,它開創了民用計算機使用集成電路的先例,計算機從此進入了集成電路時代。與第二代計算機(晶體管計算機)相比,它體積更小、價格更低、可靠性更高、計算速度更快。IBM 360成為第三代計算機(集成電路計算機)的里程碑。
此後,集成電路的發展為微型計算機的出現和發展奠定了基礎。1971年,Intel公司研製成功世界上第一款微處理器4004,基於微處理器的微型計算機時代從此開始。1975年1月,美國MITS公司推出了首台通用型Altair 8800計算機,它採用了Intel 8080微處理器,是世界上第一台微型計算機。
進入80年代,集成電路設計及加工技術的飛躍發展使得微型計算機機躍上新的台階。1981年8月12日,IBM正式推出IBM 5150,採用Intel的8088 CPU,主頻為4.77MHz, 存儲容量為16KB,操作系統為微軟的DOS
1.0。IBM將其稱為Personal Computer(個人計算機)。不久,「個人計算機」(PC)成為所有個人計算機及微型計算機的代名詞。
此後,隨著集成電路技術的發展,計算機的體積繼續縮小,各方面的性能飛速提高,而價格卻不斷下跌,計算機走進人們生產生活的各個領域。1993年Intel公司推出了第五代微處理器Pentium(中文名「奔騰」),它的集成度已經達到310萬個晶體管,主頻已達66MHz,計算機從此進入「奔騰」時代。目前,計算機中CPU的主頻已經達數GHz,內存也已達數Gb。可以毫不誇張地說,沒有集成電路就沒有現在的微型計算機。
『貳』 數字電路發展史的簡介是什麼
從60年代開始,數字集成器件以雙極型工藝製成了小規模邏輯器件。隨後發展到中規模邏輯器件;70年代末,微處理器的出現,使數字集成電路的性能產生質的飛躍。數字集成器件所用的材料以硅材料為主,在高速電路中,也使用化合物半導體材料,例如砷化鎵等。邏輯門是數字電路中一種重要的邏輯單元電路。TTL邏輯門電路問世較早,其工藝經過不斷改進,至今仍為主要的基本邏輯器件之一。隨著CMOS工藝的發展,TTL的主導地位受到了動搖,有被CMOS器件所取代的趨勢。近年來,可編程邏輯器件PLD特別是現場可編程門陣列FPGA的飛速進步,使數字電子技術開創了新局面,不僅規模大,而且將硬體與軟體相結合,使器件的功能更加完善,使用更靈活。
『叄』 計算機發展的四個時代,器件,特點和應用范圍
第一代是電子管計算機時代,從1946--1958年左右。這代計算機因採用電子管而體積大,耗電多,運算速度低,存儲容量小,可靠性差; 主要用於科學,軍事和財務等方面的計算;
第二代是晶體管時代,約為1958--1964年。這代計算機比第一代計算機的性能提高了數10倍,軟體配置開始出現,一些高級程序設計語言相繼問世,外圍設備也由幾種增加到數十種。除科學計算而外,開始了數據處理和工業控制等應用;
第三代是集成電路(IC)計算機時代。約從1964--1970年。主要由中、小規模集成電路組成。其電路器件是在一塊幾平方毫米的晶元上集成了幾十個到幾百個電子元件,使計算機的體積和耗電顯著減少,計算速度、存儲容量、可靠性有較大的提高,有了操作系統,機種多樣化、系列化並和通訊技術結合,使計算機應用進入許多科學技術領域;
第四代便是大規模(LSI)電路計算機時代。從70年代到現在。大規模集成電路是在一塊幾平方毫米的半導體晶元上可以集成上千萬到十萬個電子元件,使得計算機體積更小,耗電更少,運算速度提高到每秒幾百萬次,計算機可靠性也進一步提高。
目前計算機技術已經在巨型化、微型化、網路化和人工智慧化等幾個得到了很大的發展.四個發展階段:
第一個發展階段:1946-1956年電子管計算機的時代。1946年第一台電子計算機問世美國賓西法尼亞大學,它由馮·諾依曼設計的。佔地170平方 ,150KW。運算速度慢還沒有人快。是計算機發展歷史上的一個里程碑。(ENIAC)(electronic numerical integator and calculator)全稱叫「電子數值積分和計算機」。
第二個發展階段:1956-1964年晶體管的計算機時代:操作系統。
第三個發展階段:1964-1970年集成電路與大規模集成電路的計算機時代
(1964-1965)(1965-1970)
第四個發展階段:1970-現在:超大規模集成電路的計算機時代。
*大部分摘自SOSO問問。
『肆』 ic產業的發展歷程
一、世界集成電路產業結構的變化及其發展歷程
回顧集成電路的發展歷程,我們可以看到,自發明集成電路至今40多年以來,從電路集成到系統集成這句話是對IC產品從小規模集成電路(SSI)到今天特大規模集成電路(ULSI)發展過程的最好總結,即整個集成電路產品的發展經歷了從傳統的板上系統(System-on-board)到片上系統(System-on-a-chip)的過程。在這歷史過程中,世界IC產業為適應技術的發展和市場的需求,其產業結構經歷了三次變革。
第一次變革:以加工製造為主導的IC產業發展的初級階段。
70年代,集成電路的主流產品是微處理器、存儲器以及標准通用邏輯電路。這一時期IC製造商(IDM)在IC市場中充當主要角色,IC設計只作為附屬部門而存在。這時的IC設計和半導體工藝密切相關。IC設計主要以人工為主,CAD系統僅作為數據處理和圖形編程之用。IC產業僅處在以生產為導向的初級階段。
第二次變革:Foundry公司與IC設計公司的崛起。
80年代,集成電路的主流產品為微處理器(MPU)、微控制器(MCU)及專用IC(ASIC)。這時,無生產線的IC設計公司(Fabless)與標准工藝加工線(Foundry)相結合的方式開始成為集成電路產業發展的新模式。
隨著微處理器和PC機的廣泛應用和普及(特別是在通信、工業控制、消費電子等領域),IC產業已開始進入以客戶為導向的階段。一方面標准化功能的 IC已難以滿足整機客戶對系統成本、可靠性等要求,同時整機客戶則要求不斷增加IC的集成度,提高保密性,減小晶元面積使系統的體積縮小,降低成本,提高產品的性能價格比,從而增強產品的競爭力,得到更多的市場份額和更豐厚的利潤;另一方面,由於IC微細加工技術的進步,軟體的硬體化已成為可能,為了改善系統的速度和簡化程序,故各種硬體結構的ASIC如門陣列、可編程邏輯器件(包括FPGA)、標准單元、全定製電路等應運而生,其比例在整個IC銷售額中 1982年已佔12%;其三是隨著EDA工具(電子設計自動化工具)的發展,PCB設計方法引入IC設計之中,如庫的概念、工藝模擬參數及其模擬概念等,設計開始進入抽象化階段,使設計過程可以獨立於生產工藝而存在。有遠見的整機廠商和創業者包括風險投資基金(VC)看到ASIC的市場和發展前景,紛紛開始成立專業設計公司和IC設計部門,一種無生產線的集成電路設計公司(Fabless)或設計部門紛紛建立起來並得到迅速的發展。同時也帶動了標准工藝加工線(Foundry)的崛起。全球第一個Foundry工廠是1987年成立的台灣積體電路公司,它的創始人張忠謀也被譽為晶晶元加工之父。
第三次變革:四業分離的IC產業
90年代,隨著INTERNET的興起,IC產業跨入以競爭為導向的高級階段,國際競爭由原來的資源競爭、價格競爭轉向人才知識競爭、密集資本競爭。以DRAM為中心來擴大設備投資的競爭方式已成為過去。如1990年,美國以Intel為代表,為抗爭日本躍居世界半導體榜首之威脅,主動放棄 DRAM市場,大搞CPU,對半導體工業作了重大結構調整,又重新奪回了世界半導體霸主地位。這使人們認識到,越來越龐大的集成電路產業體系並不有利於整個IC產業發展,分才能精,整合才成優勢。於是,IC產業結構向高度專業化轉化成為一種趨勢,開始形成了設計業、製造業、封裝業、測試業獨立成行的局面(如下圖所示),近年來,全球IC產業的發展越來越顯示出這種結構的優勢。如台灣IC業正是由於以中小企業為主,比較好地形成了高度分工的產業結構,故自1996年,受亞洲經濟危機的波及,全球半導體產業出現生產過剩、效益下滑,而IC設計業卻獲得持續的增長。
特別是96、97、98年持續三年的DRAM的跌價、MPU的下滑,世界半導體工業的增長速度已遠達不到從前17%的增長值,若再依靠高投入提升技術,追求大尺寸矽片、追求微細加工,從大生產中來降低成本,推動其增長,將難以為繼。而IC設計企業更接近市場和了解市場,通過創新開發出高附加值的產品,直接推動著電子系統的更新換代;同時,在創新中獲取利潤,在快速、協調發展的基礎上積累資本,帶動半導體設備的更新和新的投入;IC設計業作為集成電路產業的龍頭,為整個集成電路產業的增長注入了新的動力和活力。
『伍』 集成電路發展史
個人閑來無事是寫的,現粘貼如下:
首先有集成電路這一想法的是英國科學家Dummer,那是在1952年,在皇家信號和雷達機構的一個電子元器件會議上他說:「隨著晶體管的出現和對半導體的全面研究,現在似乎可以想像,未來電子設備是一種沒有連接線的固體組件。」當然,那時還沒有「集成電路」這一名詞。然而,集成電路的真正發明卻是在美國,是在6年之後的1958年(也有人認為是1959年,具體原因接下來解釋)。
1958年9月12日,TI的Kilby發明了世界首塊集成電路,這是一個相移振盪器,集成了2個晶體管、2個電容和8個電阻——共12個元器件,該發明與1959年2月6日申請專利,1964年6月26日被批准。而到了1959年,Fairchild的Noyce發明了基於硅平面工藝的集成電路,1959年7月30日,Noyce為自己的發明申請了專利,1961年4月26日被批准。雖然Noyce比Kilby發明集成電路和申請專利在後,但批准在前,而且Noyce發明的集成電路更適合於大批量生產,所以會有一些人在關於誰先發明了集成電路的問題上產生了分歧。其實Kilby和Noyce被認為是集成電路共同的發明人,問題在於1958和1959不能被認為是共同的發明時間,而必須是其中的一個,我習慣於把它說成是1958年。
而到了1968年,Noyce和Moore以及Fairchild的其他一些雇員成立了Intel,1971年便生產出了世界首枚CPU——集成了2300個晶體管的4004,緊接著,次年8008,再次年8080……盡管CPU誕生於1971年,然而它被推向市場,換句話說就是普通平民可以買到是1981年的事。那是1981年的8月12日,IBM推出型號為IBM5150的計算機,這是最早的PC,CPU採用Intel的8088(1979年發明),系統採用Microsoft的DOS,內存16K,再配一個5.25英寸的軟碟機,售價1565美元。但你知道,當時的1565美元跟現在的1565美元不一樣,那時錢實啊,按照今天的物價指數,大約相當於現在的4000美元,在2011年8月13日這樣的日子,匯率是6.3902,那就是25560.8元人民幣。
早期的IC未形成獨立的產業,電子系統廠商把自己生產的IC用於自己的產品,只把一小部分銷往市場,而同時也會從市場購進一些。Intel和AMD開創了IC業的新紀元,他們只向市場供應通用的IC,而不使用IC去生產產品,當然也不會從市場購進IC。這種自行設計、用自己的生產線製造、自己封裝和測試、最後出售IC成品的廠商被稱為IDM(Integrated Device Manufacture,集成器件製造商)。盡管如此,IDM還是有嚴格定義的:IC的對外銷售額超過IC總產值25%的企業就可以稱作是IDM了(如Motorola、TI、Sony),而沒有超過的叫做系統廠商(如IBM、HP)。根據這一定義,IDM並不意味著不生產系統產品,系統廠商也並不意味著不生產IC。區別僅在於它們生產的IC(或者乾脆沒生產)有多少用於自己的系統產品,有多少用於直接出售。
再後來,出現了一些這樣的公司,它們只設計IC,並不生產,我們稱之為Fabless,叫做無生產線設計公司。它們設計完成後,製造這一環節仍交給IDM完成,IDM的生產線除了生產自己設計的IC以外,還幫Fabless進行生產。1987年,TSMC(台台灣積體電路製造股份有限公司,台積電)成立,2000年,SMIC(中芯國際集成電路製造有限公司,中芯國際)成立,這些公司開創了一種新的模式,它沒有自己的產品,不設計也不使用,只是單純地提供製造服務,我們稱之為Foundry。這類公司的出現,不僅Fabless的設計成果有了天經地義的歸宿,而且就連IDM也把自己製造環節的一部分讓給Foundry來做,就Foundry而言,有時它接到來自IDM的生產任務比Fabless的還要多。再後來呢?連封裝測試也自成一家,形成獨立的產業。
縱觀今天的IC業,設計業、製造業、封測業三足鼎立,當然也不乏IDM這樣的一條龍式的企業,但是系統廠商在IC市場上的份額越來越低,(注意!我說的是在IC市場上),瀕臨滅絕!(注意!我說的是市場份額瀕臨滅絕。公司並沒有滅絕,而是他們意識到這種自己生產晶元僅供自己使用的模式不劃算,轉型了。)
『陸』 集成電路是怎樣發展起來的
現在人們公認抄,世界上最早襲的集成電路,是1958年美國物理學家基爾比和諾伊斯兩人各自獨立研究發明的。他們兩人同時被推崇為微電子學的創始人。
早在第二次世界大戰期間,就有人把油墨狀的電阻材料與鍍銀金屬片設法印在陶瓷基片上,做成電阻和連接線的組合體。印刷電路工藝的發展及晶體管的發明,為集成電路的發明做了必要的技術准備。
20世紀50年代以來,宇航工業、通信產業和計算機產業的迅速發展,迫切需要各種性能穩定、能實現更加復雜功能的半導體器件,而且還希望這種器件越小巧越好。1957年,前蘇聯第一顆人造地球衛星的發射,促使美國軍方加快了實現電子器件微型化的步伐。
通信工程師們設想把一些晶體管及元件以新的形式組合成一種更復雜的線路,而不是簡單地拼湊在一起,這種線路稱為集成電路。從外形看來,它們就是小小的矽片,因此人們也稱它們為晶元。至今,在各種通信設備、計算機及各種電器設備中,處處都可以見到這種晶元。
『柒』 晶元的發展歷程是怎樣的呢
晶元可抄以看做是集成電路塊。集成電路塊從小規模向大規模發展的歷程,可以看做是一個不斷向微型化發展的過程。20世紀50年代末發展起來的小規模集成電路,集成度(一個晶元包含的元件數)為10個元件;20世紀60年代發展成中規模集成電路,集成度為1000個元件;20世紀70年代又發展了大規模集成電路,集成度達到10萬個元件;20世80年代更發展了特大規模集成電路,集成度超過100萬個元件。
『捌』 計算機從電子管→晶體管→集成電路,發展過程是怎樣的﹖
第一代電子管計算機(1945-1956)
這一階段計算機的主要特徵是採用電子管元件作基本器件,用光屏管或汞延時電路作存儲器輸入域輸出主要採用穿孔卡片或紙帶,體積大、耗電量大、速度慢、存儲容量小、可靠性差、維護困難且價格昂貴。在軟體上,通常使用機器語言或者匯編語言;來編寫應用程序,因此這一時代的計算機主要用於科學計算。
第二代晶體管計算機(1956-1963)
晶體管計算機(1958-1964)20世紀50年代中期,晶體管的出現使計算機生產技術得到了根本性的發展,由晶體管代替電子管作為計算機的基礎器件,用磁芯或磁鼓作存儲器,在整體性能上,比第一代計算機有了很大的提高。同時程序語言也相應的出現了,如Fortran,Cobol,Algo160等計算機高級語言。晶體管計算機被用於科學計算的同時,也開始在數據處理、過程式控制制方面得到應用。
第三代集成電路計算機(1964-1971)
中小規模集成電路計算機(1965-1971)20世紀60年代中期, 隨著半導體工藝的發展,成功製造了集成電路。中小規模集成電路成為計算機的主要部件,主存儲器也漸漸過渡到半導體存儲器,使計算機的體積更小,大大降低了計算機計算時的功耗,由於減少了焊點和接插件,進一步提高了計算機的可靠性。在軟體方面,有了標准化的程序設計語言和人機會話式的Basic語言,其應用領域也進一步擴大。
第四代大規模和超大規模集成電路計算機(1971-2015)
大規模和超大規模集成電路計算機(1971-2015)隨著大規模集成電路的成功製作並用於計算機硬體生產過程,計算機的體積進一步縮小,性能進一步提高。集成更高的大容量半導體存儲器作為內存儲器,發展了並行技術和多機系統,出現了精簡指令集計算機(RISC),軟體系統工程化、理論化,程序設計自動化。微型計算機在社會上的應用范圍進一步擴大,幾乎所有領域都能看到計算機的「身影」。
『玖』 應用集成電路經歷了怎樣的發展歷程
1964年4月7日,美國IBM公司同時在14個國家、全美63個城市宣告,世界上第一個采版用集成電路的通用計算權機系列IBM360系統研製成功,該系列有大、中、小型計算機,共6個型號,它兼顧了科學計算和事務處理兩方面的應用,各種機器全都相互兼容,適用於各方面的用戶,具有全方位的特點,正如羅盤有360度刻度一樣,所以取名為360。它的研製開發經費高達50億美元,是研製第一顆原子彈的曼哈頓計劃的2.5倍。
IBM360系統是最早使用集成電路元件的通用計算機系列,它開創了民用計算機使用集成電路的先例,計算機從此進入了集成電路時代。IBM360成為第三代計算機的里程碑。
1958年,世界上第一個集成電路誕生時,只包括一個晶體管,兩個電阻和一個電阻——電容網路。
到20世紀70年代,在相當於拇指甲那樣大的約1平方厘米的晶元上,就可以集成上百萬個電子元件。因為它看起來只是一塊小小的矽片,因此人們常把它稱為晶元。與晶體管相比,集成電路體積更小,功耗更低,可靠性更高,造價更低,因此得到迅速發展。
『拾』 IC晶元的發展歷史
IC晶元(Integrated Circuit集成電路)是將大量的微電子元器件(晶體管、電阻、電容等)形成的集成電路放在一塊塑基上,做成一塊晶元。而今幾乎所有看到的晶元,都可以叫做IC晶元。