⑴ 集成电路发展史
个人闲来无事是写的,现粘贴如下:
首先有集成电路这一想法的是英国科学家Dummer,那是在1952年,在皇家信号和雷达机构的一个电子元器件会议上他说:“随着晶体管的出现和对半导体的全面研究,现在似乎可以想象,未来电子设备是一种没有连接线的固体组件。”当然,那时还没有“集成电路”这一名词。然而,集成电路的真正发明却是在美国,是在6年之后的1958年(也有人认为是1959年,具体原因接下来解释)。
1958年9月12日,TI的Kilby发明了世界首块集成电路,这是一个相移振荡器,集成了2个晶体管、2个电容和8个电阻——共12个元器件,该发明与1959年2月6日申请专利,1964年6月26日被批准。而到了1959年,Fairchild的Noyce发明了基于硅平面工艺的集成电路,1959年7月30日,Noyce为自己的发明申请了专利,1961年4月26日被批准。虽然Noyce比Kilby发明集成电路和申请专利在后,但批准在前,而且Noyce发明的集成电路更适合于大批量生产,所以会有一些人在关于谁先发明了集成电路的问题上产生了分歧。其实Kilby和Noyce被认为是集成电路共同的发明人,问题在于1958和1959不能被认为是共同的发明时间,而必须是其中的一个,我习惯于把它说成是1958年。
而到了1968年,Noyce和Moore以及Fairchild的其他一些雇员成立了Intel,1971年便生产出了世界首枚CPU——集成了2300个晶体管的4004,紧接着,次年8008,再次年8080……尽管CPU诞生于1971年,然而它被推向市场,换句话说就是普通平民可以买到是1981年的事。那是1981年的8月12日,IBM推出型号为IBM5150的计算机,这是最早的PC,CPU采用Intel的8088(1979年发明),系统采用Microsoft的DOS,内存16K,再配一个5.25英寸的软驱,售价1565美元。但你知道,当时的1565美元跟现在的1565美元不一样,那时钱实啊,按照今天的物价指数,大约相当于现在的4000美元,在2011年8月13日这样的日子,汇率是6.3902,那就是25560.8元人民币。
早期的IC未形成独立的产业,电子系统厂商把自己生产的IC用于自己的产品,只把一小部分销往市场,而同时也会从市场购进一些。Intel和AMD开创了IC业的新纪元,他们只向市场供应通用的IC,而不使用IC去生产产品,当然也不会从市场购进IC。这种自行设计、用自己的生产线制造、自己封装和测试、最后出售IC成品的厂商被称为IDM(Integrated Device Manufacture,集成器件制造商)。尽管如此,IDM还是有严格定义的:IC的对外销售额超过IC总产值25%的企业就可以称作是IDM了(如Motorola、TI、Sony),而没有超过的叫做系统厂商(如IBM、HP)。根据这一定义,IDM并不意味着不生产系统产品,系统厂商也并不意味着不生产IC。区别仅在于它们生产的IC(或者干脆没生产)有多少用于自己的系统产品,有多少用于直接出售。
再后来,出现了一些这样的公司,它们只设计IC,并不生产,我们称之为Fabless,叫做无生产线设计公司。它们设计完成后,制造这一环节仍交给IDM完成,IDM的生产线除了生产自己设计的IC以外,还帮Fabless进行生产。1987年,TSMC(台台湾积体电路制造股份有限公司,台积电)成立,2000年,SMIC(中芯国际集成电路制造有限公司,中芯国际)成立,这些公司开创了一种新的模式,它没有自己的产品,不设计也不使用,只是单纯地提供制造服务,我们称之为Foundry。这类公司的出现,不仅Fabless的设计成果有了天经地义的归宿,而且就连IDM也把自己制造环节的一部分让给Foundry来做,就Foundry而言,有时它接到来自IDM的生产任务比Fabless的还要多。再后来呢?连封装测试也自成一家,形成独立的产业。
纵观今天的IC业,设计业、制造业、封测业三足鼎立,当然也不乏IDM这样的一条龙式的企业,但是系统厂商在IC市场上的份额越来越低,(注意!我说的是在IC市场上),濒临灭绝!(注意!我说的是市场份额濒临灭绝。公司并没有灭绝,而是他们意识到这种自己生产芯片仅供自己使用的模式不划算,转型了。)
⑵ 最早开始使用集成电路的计算机
电路发展初期最重要的应用领域是计算机技术领域。第三代计算机的发展是建立在集成电路技术基础上的,其硬件的各个组成部分,从微处理器、存储器到输入、输出设备,都是集成电路技术的结晶。
1964年4月7日,IBM公司研制成功世界上第一个采用集成电路的通用计算机IBM 360系统,它兼顾了科学计算和事务处理两方面的应用。IBM 360系列计算机是最早使用集成电路的通用计算机系列,它开创了民用计算机使用集成电路的先例,计算机从此进入了集成电路时代。与第二代计算机(晶体管计算机)相比,它体积更小、价格更低、可靠性更高、计算速度更快。IBM 360成为第三代计算机(集成电路计算机)的里程碑。
此后,集成电路的发展为微型计算机的出现和发展奠定了基础。1971年,Intel公司研制成功世界上第一款微处理器4004,基于微处理器的微型计算机时代从此开始。1975年1月,美国MITS公司推出了首台通用型Altair 8800计算机,它采用了Intel 8080微处理器,是世界上第一台微型计算机。
进入80年代,集成电路设计及加工技术的飞跃发展使得微型计算机机跃上新的台阶。1981年8月12日,IBM正式推出IBM 5150,采用Intel的8088 CPU,主频为4.77MHz, 存储容量为16KB,操作系统为微软的DOS
1.0。IBM将其称为Personal Computer(个人计算机)。不久,“个人计算机”(PC)成为所有个人计算机及微型计算机的代名词。
此后,随着集成电路技术的发展,计算机的体积继续缩小,各方面的性能飞速提高,而价格却不断下跌,计算机走进人们生产生活的各个领域。1993年Intel公司推出了第五代微处理器Pentium(中文名“奔腾”),它的集成度已经达到310万个晶体管,主频已达66MHz,计算机从此进入“奔腾”时代。目前,计算机中CPU的主频已经达数GHz,内存也已达数Gb。可以毫不夸张地说,没有集成电路就没有现在的微型计算机。
⑶ 世界第一个电子芯片是谁发明的
杰克·基尔比。
集成电路对于离散晶体管有两个主要优势:成本和性能。成本低是由于芯片把所有的组件通过照相平版技术,作为一个单位印刷,而不是在一个时间只制作一个晶体管。
性能高是由于组件快速开关,消耗更低能量,因为组件很小且彼此靠近。2006年,芯片面积从几平方毫米到350 mm²,每mm²可以达到一百万个晶体管。
第一个集成电路雏形是由杰克·基尔比于1958年完成的,其中包括一个双极性晶体管,三个电阻和一个电容器。
(3)集成电路最早扩展阅读:
最先进的集成电路是微处理器或多核处理器的核心,可以控制计算机到手机到数字微波炉的一切。虽然设计开发一个复杂集成电路的成本非常高,但是当分散到通常以百万计的产品上,每个集成电路的成本最小化。集成电路的性能很高,因为小尺寸带来短路径,使得低功率逻辑电路可以在快速开关速度应用。
这些年来,集成电路持续向更小的外型尺寸发展,使得每个芯片可以封装更多的电路。这样增加了每单位面积容量,可以降低成本和增加功能,见摩尔定律,集成电路中的晶体管数量,每1.5年增加一倍。
总之,随着外形尺寸缩小,几乎所有的指标改善了,单位成本和开关功率消耗下降,速度提高。但是,集成纳米级别设备的IC也存在问题,主要是泄漏电流。因此,对于最终用户的速度和功率消耗增加非常明显,制造商面临使用更好几何学的尖锐挑战。
⑷ 集成电路是怎样发展起来的
现在人们公认抄,世界上最早袭的集成电路,是1958年美国物理学家基尔比和诺伊斯两人各自独立研究发明的。他们两人同时被推崇为微电子学的创始人。
早在第二次世界大战期间,就有人把油墨状的电阻材料与镀银金属片设法印在陶瓷基片上,做成电阻和连接线的组合体。印刷电路工艺的发展及晶体管的发明,为集成电路的发明做了必要的技术准备。
20世纪50年代以来,宇航工业、通信产业和计算机产业的迅速发展,迫切需要各种性能稳定、能实现更加复杂功能的半导体器件,而且还希望这种器件越小巧越好。1957年,前苏联第一颗人造地球卫星的发射,促使美国军方加快了实现电子器件微型化的步伐。
通信工程师们设想把一些晶体管及元件以新的形式组合成一种更复杂的线路,而不是简单地拼凑在一起,这种线路称为集成电路。从外形看来,它们就是小小的硅片,因此人们也称它们为芯片。至今,在各种通信设备、计算机及各种电器设备中,处处都可以见到这种芯片。
⑸ 关于集成电路有哪些介绍
现在人们公认,世界上最早的集成电路,是1958年美国物理学家基尔比和诺伊斯两人各自独立研究发明的。他们两人同时被推崇为微电子学的创始人。
早在第二次世界大战期间,就有人把油墨状的电阻材料与镀银金属片设法印在陶瓷基片上,做成电阻和连接线的组合体。印刷电路工艺的发展及晶体管的发明,为集成电路的发明做了必要的技术准备。
20世纪50年代以来,宇航工业、通信产业和计算机产业的迅速发展,迫切需要各种性能稳定、能实现更加复杂功能的半导体器件,而且还希望这种器件越小巧越好。1957年,前苏联第一颗人造地球卫星的发射,促使美国军方加快了实现电子器件微型化的步伐。
通信工程师们设想把一些晶体管及元件以新的形式组合成一种更复杂的线路,而不是简单地拼凑在一起,这种线路称为集成电路。从外形看来,它们就是小小的硅片,因此人们也称它们为芯片。至今,在各种通信设备、计算机及各种电器设备中,处处都可以见到这种芯片。
⑹ 集成电路的通用计算机是什么时候被发明的它经历了什么发明过程呢
集成电路的通用计算机是1964年首次被人们研制出来的,下面就让我们一起了解一下集成电路通用计算机的发展历程是什么样的。
通用计算机它引发了电路设计的先驱,而且集成电路的技术此后一直以极快的速度进行生长。集成电路是指在一个芯片上形成一个完整的电路,这个芯片和人们的手指甲盖相比都还小一些,但是那么小的一个晶片,它包含着上千个晶体管的原件,这些晶体管原件中包含着很多的独立系统。
以上这个故事仅代表我个人的观点,如果有任何错误,进行谅解。
⑺ 集成电路包括哪些元件
集成电路又包括SOP、SOJ、PLCC、LCCC、QFP、BGA、CSP、FC、MCM等。举例如下:1、连接件(Interconnect):提供机械与电气连接/断开,由连接插头和插座组成,将电缆、支架、机箱或其它PCB与PCB连接起来;可是与板的实际连接必须是通过表面贴装型接触k。2、a有源电子元件(Active):在模拟或数字电路中,可以自己控制电压和电流,以产生增益或开关作用,即对施加信号有反应,可以改变自己的基本特性。b无源电子元件(Inactive):当施以电信号时不改变本身特性,即提供简单的、可重复的反应。3、异型电子元件(Odd-form):其几何形状因素是奇特的,但不必是独特的。因此必须用手工贴装,其外壳(与其基本功能成对比)形状是不标准的例如:许多变压器、混合电路结构、风扇、机械开关块等。
⑻ 世界第一个芯片诞生
从抄1949年到1957年,维尔纳·雅袭各比、杰弗里·杜默、西德尼·达林顿、樽井康夫都开发了原型,但现代集成电路是由杰克·基尔比在1958年发明的。其因此荣获2000年诺贝尔物理奖,但同时间也发展出近代实用的集成电路的罗伯特·诺伊斯,却早于1990年就过世。
将电路制造在半导体芯片表面上的集成电路又称薄膜(thin-film)集成电路。另有一种厚膜(thick-film)集成电路(hybrid integrated circuit)由独立半导体设备和被动组件,集成到衬底或线路板所构成的小型化电路。
(8)集成电路最早扩展阅读
晶体管发明并大量生产之后,各式固态半导体组件如二极管、晶体管等大量使用,取代了真空管在电路中的功能与角色。到了20世纪中后期半导体制造技术进步,使得集成电路成为可能。
相对于手工组装电路使用个别的分立电子组件,集成电路可以把很大数量的微晶体管集成到一个小芯片,是一个巨大的进步。集成电路的规模生产能力,可靠性,电路设计的模块化方法确保了快速采用标准化IC代替了设计使用离散晶体管。
⑼ 应用集成电路经历了怎样的发展历程
1964年4月7日,美国IBM公司同时在14个国家、全美63个城市宣告,世界上第一个采版用集成电路的通用计算权机系列IBM360系统研制成功,该系列有大、中、小型计算机,共6个型号,它兼顾了科学计算和事务处理两方面的应用,各种机器全都相互兼容,适用于各方面的用户,具有全方位的特点,正如罗盘有360度刻度一样,所以取名为360。它的研制开发经费高达50亿美元,是研制第一颗原子弹的曼哈顿计划的2.5倍。
IBM360系统是最早使用集成电路元件的通用计算机系列,它开创了民用计算机使用集成电路的先例,计算机从此进入了集成电路时代。IBM360成为第三代计算机的里程碑。
1958年,世界上第一个集成电路诞生时,只包括一个晶体管,两个电阻和一个电阻——电容网络。
到20世纪70年代,在相当于拇指甲那样大的约1平方厘米的芯片上,就可以集成上百万个电子元件。因为它看起来只是一块小小的硅片,因此人们常把它称为芯片。与晶体管相比,集成电路体积更小,功耗更低,可靠性更高,造价更低,因此得到迅速发展。
⑽ 什么是集成电路
集成电路的发明,是多项技术不断发展的综合结果。
最早提出制造半导体集成电路思想的,是从事雷达研究的英国科学家达默。他在1952年5月发表的一篇论文中提出:“由于现在晶体管的出现和半导体方面的研究成果,有可能制造单块形状的电子器件而省去连接线。这种器件由多层绝缘材料、通导材料、整流材料和放大材料构成,在各层中去掉某一部分就能使器件具有某种电功能。”
达默的上述设想很有意义,可惜他本人未能使之付诸实施。进入50年代以后,军事工业和宇航工业的迅速发展,迫切需要各种功能更强、能实现更加复杂功能的半导体器件,而且还希望这种器件越小巧越好。
在社会需要的刺激下,那些早期来到硅谷开创电子工业的一批年轻的微电子工程师们,很自然地把研究方向瞄准到上述目标上。他们设想把一些晶体管及一些元件在新的形式下组合成一种更复杂的线路,而不是简单地拼凑在一起,这种线路称为集成电路。从外形来看,它们就是小小的硅片,因此人们也把它们称为芯片。至今,在各种计算机、计算器及各种电器设备中处处都可以看到这种芯片。早在第二次世界大战期间,有人就已设法把油墨状的电阻材料和镀银金属片印在陶瓷基片上,做成电阻和连接线的组合体;而印刷电路工艺的发展和晶体管的发明,都为集成电路的发明做了必要的技术准备。
现在人们认为,世界上最早的集成电路,是1958年由美国物理学家基尔比和诺伊斯两人各自独立地研究发明的,为了认定这项发明的专利权,他们两人所属的公司之间曾为此引发了一场为时不短的争执,因此,回顾一下他们各自的发明过程,是很有意思的。
基尔比于1923年生于美国密苏里州杰斐逊市,1947年毕业于伊利诺大学,1950年在威斯康星大学获硕士学位。
1958年5月,基尔比进入得克萨斯仪器公司还只有3个月,他被安排去进行电子设备微型化的研究。当时电子设备应用了电子管,后来逐步使用晶体管,但体积庞大。
按照国防部的要求,基尔比的任务是研究如何通过采用较小的元件、更细密的接线,使电子设备体积缩小,更加紧凑灵巧。
在这一年夏天,当基尔比的同事都去度假时,他却在宁静的环境中,坐在办公桌前苦苦思索解决微型化问题的办法。他在想出新办法前,屡次碰壁,后来才想到,所需用的全部电路元件包括晶体管、电阻、电容在内,可以用同一种半导体材料制成;这些电路元件必须绝缘,因此能单独起作用,彼此没有干扰;而全部电路元件都焊接在半导体圆片的基片或附近,从而可以利用先进的半导体技术手段使电路相互连接,不必担心元件在连接的地方会出现短路。当时基尔比把这种电路称为固体电路(现在有人称为微型电路)。1958年9月,基尔比的第一个安置在半导体锗片上的电路——“相移振荡器”取得了成功。
诺伊斯于1927年出生于美国衣阿华州的一个小镇。他对现实世界充满了好奇心,在十二三岁时就同二哥先后制造过一架硕大的滑翔机,装配出一辆汽车。他在大学同时学习物理、数学两个专业,对晶体管及其应用也很感兴趣,在晶体管方面奠定了坚实的理论基础。在1949年考取博士研究生后,仍选修一些有助于晶体管基础研究的课程,而在学术活动中,又有机会见到晶体管领域著名的专家肖克莱等人。
诺伊斯在1953年取得博士学位后,宁愿到待遇低的小公司任职。他认为:“越是小地方,就越能得到多方面的锻炼,有利于发挥作用。这样既便于选择合适的课题进行研究,又能成为企业家。”
当1955年肖克莱在硅谷创建“肖克莱半导体公司”时,诺伊斯就是其中被聘请来的优秀科技人才之一。在肖克莱半导体实验室成立的第一年内,诺伊斯和他的同事们竭力鼓动肖克莱把研究重点转向硅晶体管,但肖克莱执意要搞四层二极管的研究。由于认识上的分歧,1957年,诺伊斯和公司的另外7名年轻人一起离开了肖克莱公司,自己成立了“仙童半导体公司”,成为硅谷的第一家专门研制硅晶体管的公司。从这个意义上来说,诺伊斯早年想当企业家的愿望果真实现了。
当时,仙童公司在生产晶体管中首先使用一种“平面工艺”。主持技术工作的是赫尔尼,他是当时硅谷最有才干的科学家之一。他提出的平面工艺法,是通过各种措施把硅表面的氧化层尽量挤压,直到压成一张扁平的薄片为止,使器件的各电极在同一个平面上。因此,只要预先设计出晶体管的电极结构图,通过照相制版的方法,把它精缩成掩模板,就可使立体形状的晶体管制作成平面形状的晶体管。于是,结构无论怎样复杂和精密的晶体管,都可以用这种平面工艺压缩在一片小小的半导体硅片上。
平面工艺法的提出,使仙童公司科学家的思路豁然开朗,他们一下子看到了令人振奋的应用前景,他们意识到,不只是几个晶体管可以放置在一块硅片上,几十个、几百个甚至几百万个晶体管都可以放到一块硅片上。
平面工艺后来很快就应用到集成电路的制造上。仙童公司的科学家发现,运用照相平板印刷技术,可以在硅的表面上,把同样的晶体管按照一定的规律重复地排列,同时又使这些晶体管彼此相连。仙童公司的副经理诺伊斯与他人共同提出了制造集成电路的平面工艺法,并主持制造出世界上第一块用半导体硅制成的集成电路。
得克萨斯仪器公司的基尔比当然也认识到平面工艺法的重大价值。在诺伊斯之前半年就在制造“相移振荡器”时成功地实现了把电子线路安放在锗片上的设想。但诺伊斯制成的硅集成电路比基尔比的锗集成电路更实用,更容易生产。
当后来回忆自己在32岁发明集成电路的情况时,诺伊斯风趣地说:“我发明集成电路,那是因为我是一个‘懒汉’。当时曾考虑,用导线连接电子元件太费事,我希望越简单越好。”
而基尔比在得克萨斯仪器公司发明了后来称为集成电路的“固体电路”后,立即得到该公司负责人的重视,他们意识到这种新电子器件的重要性,并预计它将会得到广泛的应用,因此必须大力推广。
1959年2月,基尔比为他本人的“固体电路”申请了专利。不久之后,得克萨斯仪器公司宣布,他们已生产出一种比火柴头还小的半导体固体电路。而仙童公司的诺伊斯,虽然在此之前已使用平面工艺制造出半导体硅片集成电路,但并没有及时申请专利,直到1959年7月,诺伊斯才想到要去办专利申请手续,但时间已比基尔比晚了半年。
此后上述两家公司为集成电路的发明权长期争执不休,就是因为基尔比比诺伊斯申请专利的时间要早一些。基尔比先取得专利,但他的设计思想未能实现;而诺伊斯的平面工艺技术后来成为微电子革命的基础,但他却是在基尔比之后才申请专利的,更何况这一项技术在仙童公司并不是由他一人独自发现并加以完善的。
最后经法庭裁决,集成电路的发明专利权属于基尔比,而关键的有关集成电路的内部连接技术专利权属于诺伊斯。从1961年起,两人的专利使各自所在的公司都得到很大的经济效益,而他们两人也都因此成为国内外知名的发明家及微电子学的创始人,两人还一起获得美国科技人员最渴望得到的“巴伦坦奖章”。