范文一：集成电路和微电子学

集成电路和微电子学

姓名：朱传明 班级：过控11-1 学号：201101041029

集成电路（Integrated Circuit，简称IC）：一半导体单晶片作为基片，采用平面工艺，将晶体管、电阻、电容等元器件及其连线所构成的电路制作在基片上所构成的一个微型化的电路或系统。

微电子是研究电子在半导体和集成电路中的物理现象、物理规律，病致力于这些物理现象、物理规律的应用，包括器件物理、器件结构、材料制备、集成工艺、电路与系统设计、自动测试以及封装、组装等一系列的理论和技术问题。微电子学研究的对象除了集成电路以外，还包括集成电子器件、集成超导器件等。集成电路的优点：体积小、重量轻;功耗小、成本低；速度快、可靠性高；

微电子学是一门发展极为迅速的学科，高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微电子学发展的方向；衡量微电子技术进步的标志要在三个方面：一是缩小芯片器件结构的尺寸，即缩小加工线条的宽度；而是增加芯片中所包含的元器件的数量，即扩大集成规模；三是开拓有针对性的设计应用。

微电子技术的发展历史

1947年晶体管的发明；到1958年前后已研究成功一这种组件为基础的混合组件；1958年美国的杰克 基尔比发明了第一个锗集成电路。1960年3月基尔比所在的德州仪器公司宣布了第一个集成电路产品，即多谐振荡器的诞生，它可用作二进制计数器、移位寄存器。它包括2个晶体管、4个二极管、6个电阻和4个电容，封装在0.25英寸*0.12英寸的管壳内，厚度为0.03英寸。这一发明具有划时代的意义，它掀开了半导体科学与技术史上全新的篇章。1960年宣布发明了能实际应用的金属氧化物—半导体场效应晶体管。1962年生产出晶体管——晶体管逻辑电路和发射极耦合逻辑电路；由于MOS电路在高度集成和功耗方面的优点，70年代，微电子技术进入了MOS电路时代；

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、费事和昂贵。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。

微电子发展状态与趋势

微电子也就是集成电路，它是电子信息科学与技术的一门前沿学科。中国

科学院王阳元院士曾经这样评价：微电子是最能体现知识经济特征的典型产品之一。在世界上，美国把微电子视为他们的战略性产业，日本则把它摆到了“电子立国”的高度。可以毫不夸张地说，微电子技术是当今信息社会和时代的核心竞争力。

我国集成电路设计企业现已形成了近百家的产业规模，其中具备一定设

计规模的单位有20多家，留学海外，学有所成，回国创业的海外学子已成为CAD行业的一支重要力量。除独资设计公司外，国有集成电路设计公司2000

年的总销售额超过了10亿元，其中北京华大、北京大唐微电子、杭州士兰公司和无锡矽科4家设计公司的销售额超过了1亿元。目前，国内每年设计的集成电路品种超过300种，大部分设计公司的技术水平在0.8~1.5微米之间，最高设计水平可达0.13微米。中国主要的高科技城市一直盯着集成电路(IC)设计产业。如果说在2000年和2001年他们争夺的是台湾芯片加工服务厂(foundry)的8英寸芯片生产线西移项目的话(当然，这种竞争至今仍在继续)。那么从2001年下半年至今，他们争夺的则是国家科技部的青睐--科技部手里捏着一顶名叫“国家级集成电路设计产业化基地”的桂冠，谁获发一顶受益无穷。

目前，我国集成电路产业已具备了一定的发展基础，初步形成了由8个芯片生产骨干企业，十几家封装厂、几十家设计公司、若干个关键材料及专用设备仪器制造厂组成的产业群体，并初步形成了电路设计、芯片制造和电路封装三业并举的局面。 中国半导体产业发展从产业热土的长江三角洲，到市场繁华的珠江三角洲，从长于研发的北方，到人才集聚的西部，有人把这种产业布局，比喻是一只正在起飞的娇燕。其中长江三角洲是燕头，京津环渤海湾地区和珠江三角洲是双翅，而西部是燕尾。中国的IC产业正是以这种燕子阵形的区域格局向前推进。

现在我国微电子发展的主要特点是：

（1）在技术创新上已取得新的突破；

（2）产业结构不断优化；

（3）企业规模不断扩大，技术水平迅速提高。

2.发展趋势

自从IC诞生以来，IC芯片的发展基本上遵循了Intel 公司创始人之一的Gordon E. Moore 1965年预言的摩尔定律。该定律说：芯片上可容纳的晶体管数目每18个月便可增加一倍，即芯片集成度18个月翻一番，这视为引导半导体技术前进的经验法则。换句话说，工艺技术的进展对IC集成度的提高起到乘积的效果，使得每个芯片可以集成的晶体管数急剧增加，其CAGR—累计平均增长率达到每年58%，即三年四番（1.583=4）。

第一，将以硅基ＣＭＯＳ电路为主流工艺。微电子技术发展的目标是不断地提高集团系统的性能及性价比，因此要求提高芯片的集成度，这是不断缩小

半导体器件特征尺寸的动源泉。以ＭＯＳ技术为例，沟道长度缩小可以提高集成电路的速度，同时缩小沟道长度和宽度还可以减少四件尺寸，提高集成度，从而在芯片上集成更多数目的晶体管，将结构更加复杂、性能更加完善的电子系统集成在一个芯片上。另外，随着集成度的提高，系统的速度和可靠性也大大提高，价格大幅度下降。由于片内信息的延迟远小于芯片间的信号延迟，这样在缩小后，即使器件本身的性能没有提高，整个集成系统的性能也会得到很大提高。也就是说，２１世纪前半叶，微电子产业仍将以尺寸不断缩小的硅基ＣＭＯＳ工艺技术为主流。

第二，集成系统是本世纪初微电子技术发展的重点。迄今为止，微电子芯片一直是以成电路（ＩＣ）为基础进行的，然后再利用这些ＩＣ芯片通过印刷电路板等技术实现完整的统。而信息系统的发展趋势是高速度、低功耗、低电压和多媒体、网络化、移动化，这就要求系统能够快速地处理各种复杂的智能问题。而在传统的信息系统中，尽管ＩＣ芯片的速度可以很高、功耗可以很小，但由于印刷电路板中ＩＣ芯片之间的延时、印刷电路板的可靠性以及重量等因素的限制，使整个系统集成在一个或几个芯片上，从而构成系统芯片的集成系统概念。同时，飞速发展的集成电路技术已经可以在一个芯片上集成高达１０的八次方－１０的九次方个晶体管，２１世纪的微电子技术将从目前的３Ｇ逐步发展到３Ｔ（即存储容量由Ｇ位发展到Ｔ位、集成电路器件的速度有ＧＨＺ发展到ＴＨＺ、数据传输速度由ＧＢＰＳ发展到ＴＢＰＳ），从而为集成系统的快速发展奠定基础。微电子技术从ＩＣ向ＩＳ转变不仅是一种概念上的突破，同时也是信息技术发展的必然结果，它必将导致又一次以微电子技术为基础的信息技术革命。目前，ＩＳ技术已经绽露头角，２１世纪将是其真正快速发展的时期。在２１世纪，将在较长时间内依托０.１８um--０.１５um的工艺技术进行一场集成系统的革命。

第三，微电子与其他学科的结合诞生新的技术增长点。微电子技术的强大生命力在于它可以低成本、大批量地生产出具有高可靠性和高精度的微电子机构模块。这种技术一旦与它学科相结合，便会诞生出一系列崭新的学科和重大的经济增长点，与微电子技术结合成功突出例子便是ＭＯＥＭＳ（微光机电系统）技术和ＤＮＡ生物芯片等。前者是微电子技术与机械、光学等领域结合而

诞生的，后者则是与生物技术结合的产物。（微电子技术对现代人类生活的影响极大，自从1947年第一个晶体管问世以来，微电子技术发展速猛。Intel公司的创始人之一Moore在上个世纪1965年研究指出，晶成电路上集成的晶体管数量每18个月将增加一倍，性能将提高一倍，而价格却不相应的增加，这就是所谓的摩尔定律（Moore，s Law）。根据美国半导体工业协会预测，至少到2016年，集成电路（IC）线宽依然按“摩尔定律”缩小下去，2016年可以达到25nm的技术水平。根据发表的大量资料可知，在2016年以后的十几年，芯片的特征尺寸将继续缩小。微电子技术新的发展及应用方向是系统芯片（SOC），它的发展时间可能会更长。所谓的系统芯片是随着微电子工艺向纳米级迁移和设计复杂度增加。

微电子技术的迅猛发展必将带来又一次技术和人才的革命性变革。微电子产品将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，改变着社会的生产方式和人们的生活方式。微电子技术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。人类继石器、青铜器、铁器时代之后正进入硅石时代。

微电子技术的发展特点

1.超高速：

从1958年TI研制出第一个集成电路触发器算起，到2003年Inter推出的奔腾4处理器（包含5500万个晶体管）和512Mb DRAM（包含超过5亿个晶体管），集成电路年平均增长率达到45%；

2.辐射面广：

集成电路的快速发展，极大地影响了社会的方方面面，因此微电子技术产业被列为支柱产业。

三、微电子技术的应用与发展

微电子技术对现代人类生活的影响极大，自从1947年第一个晶体管问世以来，微电子技术发展速猛。Intel公司的创始人之一Moore在上个世纪1965年研究指出，集成电路上集成的晶体管数量每18个月将增加一倍，性能将提高一倍，而价格却不相应的增加，这就是所谓的摩尔定律。根据美国半导体工业协会预测，至少到2016年，集成电路（IC）线宽依然按“摩尔定律”缩小下去，2016年可以达到25nm的技术水平。根据发表的大量资料可知，在2016年以后的十几年，芯片的特征尺寸将继续缩小。微电子技术新的发展及应用方向是系统芯片（SOC），它的发展时间可能会更长，所谓的系统芯片是随着微电子工艺向纳米级迁移和设计复杂度增加，一种新的产品把系统做在了芯片上，该芯片被称为系统芯片。系统芯片将逐渐取代微处理器，SOC必将成为今后微电子技术发展新宠之一。另外，微电子技术还会与其它技术相融合，诞生一系列新的经济和技术增长点，例如MEMS技术和生物芯片等。

一、微电子的集成技术

微电子器件的特征尺寸缩小将持继下去。目前，建立在以Si基材料为基础、CMOS器件为主流的半导体集成电路技术，其主流产品的特征尺寸已缩小到0.18~0.1m。硅基技术的高度成熟，硅基CMOS芯片应用的日益扩大，硅平面的加工工艺技术作为高新技术基础的高新加工技术也将持继下去。据国际权威机构预测，到2012年，微电子芯片加工技术将达到400mm硅片、50nm特征尺寸，到2016年，器件的最小特征尺寸应在13nm。然而，硅基CMOS的发展和任何事物一样，都有其产生、发展、成熟、衰亡的过程，不可能按摩尔定律揭示的规律长期的发展下去。随着特征尺寸的缩小，将达到器件结构的诸多物理限制。当代各种集成电路发展状况，越来越接近物理限制。

采用新材料的非经典CMOS必将发展起来，高K材料和新型的栅电极；采用非经典的FET器件结构；采用新工艺技术等。在非经典CMOS迫切需要解决的问题中，功耗是一个最严峻的问题，能否圆满解决这一问题，将是制约发展非经典CMOS发展的一个重要因素。

由芯片发展到系统芯片（SOC），是改善芯片集成技术的新举措。微电子器件的特征尺寸难于按摩尔定律无限的缩小下去，在芯片上增加集成器件是集成技术发展的另一方向。与当年从分立晶体管到集成芯片一样，系统芯片将是微电子技术领域中又一场新的革命。

微机电系统制造（Micro Electro Mechanical systems—MEMS）是微电子发展的另一方向，它的目标是把信息获取、处理和执行一体化地集成在一起，使其成为真正的系统，也可以说是更广泛的SOC概念。MEMS不仅为传统的机械尺寸领域打开了新的大门，也真正实现了机电一体化。因此，它被认为是微电子技术的又一次革命，对21世纪的科学技术、生产方式、人类生活都有深远影响。

微机电系统(MEMS)技术是建立在微米/纳米技术基础上的21世纪前沿技术，是指对微米/纳米材料进行设计、加工、制造、测量和控制的技术。它可将机械构件、光学系统、驱动部件、电控系统集成为一个整体单元的微型系统。这种微机电系统不仅能够采集、处理与发送信息或指令，还能够按照所获取的信息自主地或根据外部的指令进行操作。它用微电子技术和微加工技术(包括硅体微加工、硅表面微加工、LIGA和晶片键合等技术)相结合的制造工艺，制造出各种性能优异、价格低廉、微型化的传感器、执行器、驱动器和微系统。微机电系统（MEMS）是近年来发展起来的一种新型多学科交叉的技术，该技术将对未来人类生活产生极大性影响。它涉及机械、电子、化学、物理、光学、生物、材料等多学科。微机电系统(MEMS)的研究已取得很多成果。在微传感器方面，利用物质的各种特性研制出了各种微型传感器；在微执生器方面有微型马达、微阀、微泵及各种专用微型机械已组成微化学系统和DNA反应室。此外，还有其它很多方面的应用。

微机电系统（MEMS）的制造，是从专用集成电路（ASIC）技术发展过来的，如同ASIC技术那样，可以用微电子工艺技术的方法批量制造。但比ASIC制造更加复杂，这是由于微机电系统（MEMS）的制造采用了诸如生物或者化学活化剂之类的特殊材料，是一种高水平的微米/纳米技术。微米制造技术包括对微米材料的加工和制造。纳米制造技术和工艺，除了包括微米制造的一些技术（如离子束光刻等）与工艺外，还包括利用材料的本质特性而对材料进行分子和原子量级的加工与排列技术和工艺等。

随着信息时代发展需要，后硅时代的将来还无法预料，但微电子方面的科学工作者普遍期望基于分子结构新方案和工作原理的发展，在基础研究方面，已有分子电子的设想，但还不能估计其技术可转换性。有机微电子技术、超导微电子技术、纳米电子技术等，都将是微电子领域新的亮点。

如今，微电子技术的应用越来越广泛，不仅在日常生活，而且在军工，科学研究等方面也有很深入的应用。然而，我国的微电子产业还处于发展阶段，国内的产品主要依赖进口。作为微电子专业的大学生，我们有责任，也有义务为我国的微电子产业的发展做出应有的贡献，让其成为我国又一大世界先进的产业。

在我国，电子信息产业已成为国民经济的支柱性产业，作为支撑信息产业的微电子技术，近年来在我国出现、崛起并以突飞猛进的速度发展起来。微电子技术已成为衡量一个国家科学技术进步和综合国力的重要标志。

范文二：微电子学与固体电子学和集成电路工程复试指导

2012\2013年微电子学与固体电子学和集成电路工程

硕士研究生招生复试指导

根据教育部关于加强硕士研究生招生复试工作的指导意见及学校有关要求，微电子学与固体电子学和集成电路工程2012年硕士研究生招生复试指导确定如下。

一、复试比例及主要内容

1、复试由笔试和面试两部分组成，外国语听力考试在面试中进行。复试的总成绩为280分，其中笔试200分，面试80分。

2、复试笔试科目

（1）电子线路（数字电子和模拟电子），占70分。

主要内容：半导体二极管及其基本电路；半导体三极管及其放大电路基础；场效应

放大电路；集成电路运算放大器；反馈放大电路；信号的运算与处理电

路；信号的产生电路；直流稳压电源；逻辑门电路；组合逻辑电路的分

析与设计；常用组合逻辑功能器件；触发器；时序逻辑电路的分析和设

计；常用时序逻辑功能器件。

参考书目：1.《基础电子技术》，蔡惟铮主编，高等教育出版社，2004年8月第1

版。

2.《集成电子技术》，蔡惟铮主编，高等教育出版社，2004年7月第1

版。

（2）晶体管原理，占70分。

主要内容：pn结直流特性、空间电荷区和电容、pn结击穿；双极型晶体管的基本

结构和工作原理、直流特性、频率特性、开关特性和功率特性的物理基

础；场效应晶体管（包括结型和MOS场效应晶体管）的基本结构、工

作原理、直流特性、频率特性、开关特性和功率特性；MOS场效应晶

体管的阈值电压、短沟道与窄沟道效应以及击穿特性。

参考书目：1.《双极型与场效应晶体管》武世香 编,电子工业出版社,1995年版.

2.《微电子技术基础――双极、场效应晶体管原理》曹培栋 编著，电子

工业出版社，2001年第一版。

（3）半导体集成电路，占60分。

主要内容：典型的集成电路制造工艺流程及原理（双极工艺和MOS工艺）；集成电

路中常用的器件结构及其寄生效应；双极型逻辑集成电路（TTL及单管

逻辑门）工作原理、静态特性、瞬态特性及版图设计；MOS逻辑集成电

路（NMOS、CMOS以及MOS动态电路）工作原理、静态特性、瞬态特

性及版图设计；各类MOS存储器的结构及特性；模拟集成电路中常用单

元电路的结构、工作原理、性能及模拟集成电路版图设计特点等。

参考书目：《集成电路设计》，叶以正 来逢昌编，清华大学出版社，2011年第一版。

3、面试主要内容。

（1）从事科研工作的基础与能力；

（2）综合分析与语言表达能力；

（3）外语听力及口语；

（4）大学学习情况及学习成绩；

（5）专业课以外其他知识技能的掌握情况；

（6）特长与兴趣；

（7）身心健康状况。

范文三：集成电路产业与微电子专业

集成电路产业与微电子专业

长安大学 电子科学与技术系 李演明 2011年12月24日

1. 概 述

集成电路产业是一门充满创新和变数的产业

– 1958年第一块集成电路（IC）诞生，半个世纪的历程 演绎了令人兴奋不已的快速进步。 – IC产业既是一个令世人惊羡钟爱的产业，又是一个使人 呕心沥血、欲罢不能、不断面对挑战的产业。 – 集成电路具有当今高技术产业的典型特点，它是中间产 品，其应用可以产生十倍甚至于百倍的倍增效益，因 此，世界在这一领域的竞争非常激烈。

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IC技术发展沿革： 微米－亚微米－深亚微米－纳米

集成电路的技术进步一般用微细加工精度和 芯片的集成度来衡量。 2007年：

– 65纳米CMOS工艺为主流的集成电路技术已进入大生 产。 – 45纳米先导性生产线也开始投入运转。 – CPU上的晶体管数已达到8亿只。

集成电路产业作为典型的高技术产业， 高投入、搞收益、高风险的特征更加突出。

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Gordon Moore－Intel 名誉董事长

摩尔定律（1965年提出）

? IC上可容纳的晶体管数目，每18个月(或24个月) 便会增加一倍，性能也将提升一倍。 ? 这一定律还意味着IC的成本每18个月(或24个月) 降低一半。 ? 集成电路自诞生以来，一直戏剧性地遵循着这一 定律。这样的变化速度是其它产业的产品难于比 拟的。 ? 该定律成为电子信息产业对于其技术发展前景预 测的基础。

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摩尔定律的演进

数据来源：INTEL

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半导体产业发展历史大事记（I）

1947 第一只晶体管问世 1957 Fairchild Semiconductors 公司成立（仙童－飞索） 1958 第一块集成电路问世 1961 仙童（半导体工艺）和德州仪器公司（电路形式）共 同推出了第一颗商用集成电路（双极型模拟电路） 1962 TTL逻辑电路问世（双极型数字电路） 1963 仙童公司推出第一块CMOS集成电路 1964 1英寸硅晶圆出现 1965 Gordon Moore提出Moore’s law（摩尔定律） 1967 专业半导体制造设备供应商—美国应用材料公司成立

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半导体产业发展历史大事记(II)

1968 Intel成立； NEC制作出日本第一颗IC 1973 商用的BiCMOS技术开发成功 1979 5英寸的硅晶圆出现 1985 8英寸硅晶圆开始使用； 1987 1996 台湾台积电开创专业 IC制造代工模式 12英寸硅晶圆出现 1988 专业 EDA工具开发商Cadence公司成立. 2000 中芯国际IC制造公司（SMIC）在中国大陆成立 2002 Intel建成首个12英寸生产线

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硅含量

半导体价值在电子产品价值中所占的百分比

1965 电子产品中 的硅含量 硅片直径 （mm） 半导体产值 （亿美元） 2％ 50 2” 15 1975 1985 6％ 100 4” 40 7％ 150 6” 250 200 8” 1440 1995 2005 2010 21％ 23％ 300 12” 2274 3056

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硅周期

全球集成电路产业一直保持周期性的上 升与下降，人们称这种周期性的变化为 “硅周期”

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世界硅周期曲线

数据来源：Morgan Standley

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硅周期存在的原因

供求关系的变化是硅周期存在的主要原因

– 行业发展过快、产能扩大太猛会导致市场供大 于求，库存量剧增，价格急速下降。 – 集成电路的发展不仅对电子设备有强烈的影响 和渗透，而且反过来还对其有强烈的依赖性， 电子设备市场的繁荣与衰退都将直接影响到集 成电路市场。

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1985-2007年全球半导体产业 销售收入规模增长情况

数据来源：WSTS

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1986-2007年全球半导体产业 销售收入增长率 变动情况

数据来源：WSTS

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2007年全球半导体厂商 Top 20

排 厂商 名 1 Intel（美） 2 3 4 5 6 7 8 9 Samsung（韩） Toshiba（日） TI（美） ST（欧） Hynix（韩） Renesas日） Sony（日） NXP（欧） 销售额 排 百万美元 名 33973 11 20137 12590 12172 9991 9614 8137 8040 6038 5864 12 13 14 15 16 17 18 19 20 厂商 AMD（美） NEC（日） Freescale（美） Micron（美） Qimonda（欧） Elpida（日） Broadcom（美） Sharp（日） 销售额 百万美元 5792 5555 5349 4943 4186 3836 3731 3584

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Qualcomm（美） 5603

Matsushita（日） 3946

10 Infineon（欧） 数据来源：iSuppli

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美国7家，日本7家，欧洲4家，亚太2家

微电子、IC 、半导体三者关系

? 微电子 － 学科名称 ? 对应的产业 － 集成电路(IC)产业 ? 外延包括 － 整个半导体产业

半导体产业的主要产品分为四大类：

集成电路，分立器件，光电器件、传感器 05-07年全球半导体产品销售比例 集成电路 IC 分立器件Disc. 光电器件Opto. 传感器 Sensors

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2005 84.8％ 7.1％ 6.1 ％ 2.0％

2006 84.5％ 6.7％ 6.6％ 2.2％

2007 85.4％ 6.4％ 6.3% 1.9％

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按公司总部所在地划分的全球IC销量

数据来源：iSuppli

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世贸规则的影响

? 世贸规则约束着WTO缔约方的经贸活动 ? 反倾销规则

– 对每一外国的产品销售到本国的比例进行限制

? 原产地规则

– 以扩散工艺所在地为该IC产品的原产地

? 《半导体芯片保护法》

– 对集成电路布图提供特别的权力保护

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2. 集成电路产业结构

集成电路产业是目前世界上发展最快、最 具影响力的产业之一。 为了适应激烈的竞争、实现最大价值的内 在要求，产业结构发生了很大的变化：

– 最初以“全能型”企业为主体 – 现在为垂直分工越来越清晰的“专业型”企业 为主体

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集成电路产业链

整机生产 IC设计 IC制造 IC封装 IC测试 设计工具软件开发 设备制造

材料制备

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早期的集成电路产业结构

早期的IC产业以全能型企业为主，称为IDM:

集整机产品和IC设计、制造、封装和测试等生产全 过程于一身。

最早开始投资IC产业的IDM多为美国电子企业

德州仪器、仙童、Motorola、IBM、DECD等

这些公司投资IC产业主要为自身整机产品服务

提升产品质量，降低成本，争夺市场

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材料、设备业分离后的集成电路产业

产品形态明晰的设备业、材料业最先从这些“全能企 业”中分离出来。 ? 整个产业系统分化为集成电路业、半导体设备业 和半导体材料业三个子产业。 ? 材料、设备业开发技术难度大，属于基础科学 类，开发费用高，因此进入门槛高。 ? 半导体设备制造业被应用材料、日本东京电子、 荷兰ASML三家企业垄断。 ? 国内材料业公司有：有研院、海纳、新傲等。

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材料、设备业分离后的IC产业链

整机生产 IC设计 IC制造 IC封装 IC测试 设计工具软件开发 设备制造

材料制备

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封装、测试业分离后的集成电路产业

二十世纪70年代，封装、测试业逐渐从整个产业中 分离出来。 ? 封装、测试（后道）技术已物化到了设备技术和 原材料技术之中。 ? 剩下的生产工序转化为劳动力密集型工作。 ? 发达国家将封装测试转移到本土以外的其他地区

– 台湾企业在全球封装测试产业中所占的比重最大（全 球前5大封测厂占3席）

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封装、测试业分离后的IC产业链

整机生产 IC设计 IC制造 IC封装 IC测试 设计工具软件开发 设备制造

材料制备

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设计业分离后的集成电路产业

? 八十年代Daisy公司首先实现了计算机辅助工程技术（CAE） 集成电路设计技术开始部分物化到设计工具中。 ? 随着EDA工具的发展，库的概念、工艺模型参数及其仿真概念的引入 IC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。 ? 随着PC机的广泛应用，IC产业已进入以客户为导向的阶段，集成电路产业从 一个标准产品竞争时代进入到一个用户定制产品的时代。专门从事IC设计的公 司开始大量出现。 ? ? ? 1982年世界上第一家专业的IC设计公司―美国LSILogic公司成立。 处于产业链前端的设计业被认为地位最稳固并可控制整个产业链。 2006年世界IC设计公司收益较2005年增长34%，远高于整个半导体行业 8.9%的增长率，占半导体工业总体收益的20%。

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1994-2005年集成电路设计公司 数量与收入变化情况

数据来源：FSA

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CAGR－年均增长率

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设计业分离后的IC产业链

整机生产 IC设计 IC制造 IC封装 IC测试 设计工具软件开发 设备制造

材料制备

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加工业分离后的集成电路产业

? 制造工艺水平的不断提高，对生产线的投入越来越大， 多数IDM无力承担如此之高的费用。于是只专注于芯片制 造的代工企业出现了。

– 1987年，全球第一家集成电路制造专业代工服务公司―台积电 （TSMC）成立。 – 半导体代工阵营中的前四大企业为：台积电（TSMC）、 联电(UMC)、中芯国际(SMIC)、特许(Chartered) – 以X-Fab、Jazz Semiconductor为代表的企业以提供特殊 Foundry服务(RF、Analog)而拥有自己的一席之地。

? 无生产线的IC设计公司（Fabless）与IC代工制造公司 (Foundry) 相配合的方式成为IC产业发展的重要模式。

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加工业分离后的IC产业链

整机生产 IC设计 IC制造 IC封装 IC测试 设计工具软件开发 设备制造

材料制备

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整机业务分离后的集成电路产业

“IDM公司”从”综合型IDM公司”中剥离出来专门从事 半导体产业的设计、制造、封装测试，不从事整 机业务。 专业型IDM公司具有更高的运作效率。

– Motorola、Siemens、Philip等欧美综合型IDM公司将半导 体业务单独剥离出来，分别成立了Freescale、Infineon、 NXP等专业型IDM公司。 – 日本的综合电子企业NEC和日立公司，剥离其存储器部门联合成 立存储器大厂Elpida。 – 日立、三菱的非存储器部门又分离出来联合成立瑞萨半导体公司

这些都成为2000年后半导体业界相当瞩目的现象。

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集成电路产业结构演化路线

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产业集群

? 集成电路产业已逐渐由原来“大而全”形式的产业 演化成目前设备商、材料商、EDA工具开发商 等 “专而精”的多个细分子产业，形成了产业集群的 概念。 ? 在IDM公司继续发挥重大作用的基础上，IC产业 形成了 设计业、制造业、封装业、测试业 等独 立成行的局面。 ? 即使设计业本身也慢慢出现了细分，如专门从事 提供 IP 的设计服务公司，即第三方公司。

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IC设计业进一步细分

产品设计 IP模块设计 材料制备 整机生产 IC设计 IC制造 IC封装 IC测试 设计工具软件开发 设备制造

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Fab-lite概念

随着半导体技术的进一步推进，工艺研发费用、 建厂费用等呈火箭状上升，国际IDM大厂纷纷向 Fab-lite转移，寻求与代工厂商的外协合作，共同 开发新工艺，或委托开发新技术。许多竞争对手也不 得不联合起来，形成其它产业很少见的现象。

45nm节点 建厂费用 工艺研发 设计费用 掩模费用

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32nm节点 50-100亿美元 30亿美元 7.5千万美元 NA

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30亿美元 24亿美元 2-5千万美元 9百万美元

数据来源：EETimes.VLSI.2007 April

产业集群特点

产业分类 产业链 产业特点 中位置 设计 上游 智力密集型 资金、技术密集型 具有高风险、高投 入、高利润特点 劳动密集型 投资金额（美元） 开发一款IC产品 在百万到千万 12英寸生产线需20亿 18英寸将高达100亿 从千万到数亿 人均产值 (万美元) 70-100 12-50

制造加工 中游

封装测试 下游 IDM 整条

10 30

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私募资金进军半导体领域

? 私募资金对此充满高风险的领域发动了连续进攻 ? 2006年以来，私募资金买断上市半导体公司的现 象开始出现：

– 私募集团收购飞利浦半导体事业部门80.1％的股份。 – 飞思卡尔半导体以176亿美元出售给私人投资集团。 – 国际私募基金凯雷集团有意收购全球最大半导体封装测 试企业―台湾日月光集团。

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3. 产业形态

IC产业主要以四大类产品的形态存在 – 微器件 – 存储器 – 逻辑电路 – 模拟电路

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微器件

微器件由三部分器件构成

– 微处理器（MPU）

? 通用型、嵌入式

– 微控制器（MCU）

? 4、8、16、32位

– 数字信号处理器（DSP）

? 通用型、嵌入式

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微处理器（MPU）

通用型微处理器

– PC机或工作站、服务器等的CPU，具有 高垄断、高技术、高利润、高风险 等特征。

嵌入式型微处理器

– 嵌入式CPU的基础是通用型CPU，本质上与 通用CPU的区别不大，只是在各种不同的应 用中仅保留与具体应用有关的功能，去除冗 余的功能。

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通用型微处理器

? 高垄断：整个行业的PC市场基本被Intel、AMD两家所 控制，Sun、IBM等少数公司只能分享工作站与服务器领 域的一部分市场。 ? 高技术：通用CPU强烈追求功能的强大和频率的提高， 对 最先进的IC工艺需求十分迫切，高端CPU已进入65 nm 工艺制程。继续缩小加工尺寸将遇到漏电流和亚阈值斜率 增大及互连线问题，因而转向通过改变体系框架发展多核 CPU来达到目标。 ? 高利润：以Intel处理器为例，其产品享受着30~40% 的高额利润，而像戴尔这样的计算机公司，却只有5％的 利润。 ? 高风险：高技术意味着新的企业如果想进入这个行业，必 然承受高风险这个代价。

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嵌入式CPU

? 嵌入式CPU主要用于消费类家电、汽车电 子、工业设备等，是一个应用高度分散， 不断创新的产业。 ? 与通用CPU领域的“独大”局面不同，嵌入 式CPU呈现的是一个百家争鸣的形态。 ? 与通用型CPU主要使用x86或PowerPC 两类核心架构相比，嵌入式CPU常见的核 心架构包括MIPS、ARM、SuperH、 x86和PowerPC。

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微控制器（MCU）

MCU是各种自动控制系统的核心， ? 是最早的SoC，它将CPU、RAM、ROM、 定时器、I/O接口和外围电路整合在单一 芯片上，形成系统级芯片。 ? 对嵌入式系统的显示器、键盘、传感器等 外围进行控制。 ? 市场的产品生命周期很长（汽车3到10 年，家电5年）。运用的软件及操作系统也 不太会更换，这些都有别于MPU市场。

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4、8、16、32位元MCU市场出货量

数据来源：In-Stat，2006

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数字信号处理器（DSP）

? 与微处理器分类一样，DSP也分为通用DSP 与嵌入式DSP两类。 ? 通用DSP的主要市场在于通信应用。 ? 嵌入式DSP则应用广泛，包括DVD播放机、 机顶盒、音视频接收设备、MP3播放器、数 码相机和汽车电子等。

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DSP领域的Gene定律

每隔18个月，DSP的功耗将会降低一半

? 1982年TI推出第一块商用DSP芯片，25年间， 市场规模已从1千万美元成长到100亿美元。 ? DSP的发展先后经历了三波应用创新：

– 第一波为通信产品 – 第二波为娱乐产品 – 第三波则是汽车、医疗、环保等。

? 目前，通信领域市场仍在稳定持续发展； ? 娱乐应用才刚刚开始，拥有着无可限量的发展前景 ? 第三波应用的特点在于个性化，因此市场非常巨大

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存储器

? ? ? ? ? 主要包括DRAM和Flash闪存两大类产品。 是最为体现半导体先进制造工艺和经营规模效应的 产品。 是一种最通用的商品，价格对供求变化的敏感性非 常高，波动幅度极大。 资金需求大、工艺技术要求先进，产业变动起伏， 不易控制。 市场特点决定需要很大规模的制造和量产能力， 是半导体产业中最不稳定的市场，是制造商和投资 者眼中的高风险业务。存储器制造厂商经营压力沉 重。

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DRAM

DRAM存储器起源于Intel公司，后日本、韩国 及中国台湾纷纷以此为切入点进入IC产业领域， 迄今为止依然是这些国家和地区的主打产品。

– 因为日本企业的逐渐强大，Intel在1985年宣布退出 存储器领域，转而集中发展微处理器。 – 因为日本存储器产业的强大，使得1988年日本位居全 球半导体产业之首，独占世界市场50％以上，并维持 7年之久。 – 同样因为韩、台在DRAM领域的相继崛起，美国称霸 微处理器领域，导致日本在世界半导体市场上地位的 逐渐下降，近年已仅占20％。

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DRAM现状

美国 TI、Motorola已完全退出DRAM存储器产业， IBM亦淡出， 仅剩下全球市占率第四的美光（Micron）独撑大局。 日本 东芝、富士通、日立等均退出DRAM市场， 日立与NEC整合成立尔必达（Elpida）公司，成为全 球 第五大存储器厂商。 欧洲 仅剩下德国的英飞凌(Infineon)，市场占有率2000 年 窜升至第四。06年剥离其存储器事业部门成立 Qimonda，为全球第三大厂。 韩国 DRAM位居全球首位。三星蝉联冠军。现代及LG合并 而成的Hynix，是全球DRAM第二大厂。 台湾 也有4家公司入围世界10大DRAM公司之列。

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2000年与2006年全球前十大DRAM厂商排名

2000年排名

名次 公司 营收(亿美元)

2006年排名

名次 公司 营收(亿美元)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Samsung Micron Hynix Infineon NEC Toshiba Hitachi Mitsubishi 茂德 华邦

66.4 59.5 54.3 29.8 21.1 19.4 12.3 9.82 8.8 5.8

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Samsung Hynix Qimonda Micron Elpida 南亚 力晶 茂德 钰创 华邦

94.8 56.4 53.7 37.4 35.3 22.4 15.7 13.8 2.85 1.72

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数据来源：iSuppli

Flash(闪存)

是一种非易失（非挥发）性存储器，用于

– 数码相机 – MP3 – 移动电话 – 移动多媒体等

目前已采用45纳米工艺制程。 Flash 分为NAND和NOR两种形式。

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范文四：论文 微电子学与集成电路

微

电

子 学 与 集 成 电 路

微电子学与集成电路

经过几年的努力～我来到了大学～并学的是电子信息工程～起初我对他并不是很了解～觉得无聊～但是～在老师的引导下～我渐渐的对它产生了浓厚的兴趣～特别是在学了微电子技术与集成电路后～我觉得它对电子产品的发展实在是太重要了。

微电子学是研究使电子产品微小化的科学～也是一门综合性很强的科学～它涉及到固体物理学～量子力学～热力学与统计物理学～材料科学～化学～半导体器件物理～电子线路～计算机辅助设计～图论～集成电路工艺和测试等多个领域。微电子学与集成电路关系到信息产业～电子工业～航天工业～机械工业～自动化～国防工业等多个国民经济各部门的发展～因而～集成电路的生产能力是反映一个国家科学技术和基础过夜水平～微电子正在成为一个国家级学技术水平的重要标志之一～它的发展引起了电子信息科学技术的新飞跃。

微电子的发展历程

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。它是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。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。

集成电路是通过一些特定的加工工艺～将晶体三极管～二极管等有源器件和电阻～电容等物源器件～按照设计电路互连～集成在一块半导体晶片～封装在外壳内的电路组成元件～通过引线完成集成电路芯片与外界连接～。生产集成电路非为三个环节:1～电路设计。2芯片加工。3芯片的封装测试。它是在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。

微电子学是研究在固体,主要是半导体,材料上构成的微小型化电路、电路及系统的电子学分支。作为电子学的分支学科～它主要研究电子或离子在固体材料中的运动规律及其应用～并利用它实现信号处理功能的科学～以实现电路的系统和集成为目的～实用性强。微电子学又是信息领域的重要基础学科～在这一领域上～微电子学是研究并实现信息获取、传输、存储、处理和输出的科学～是研究信息获取的科学～构成了信息科学的基石～其发展直接影响着整个信息技术的发展。微电子科学技术的发展水平和产业规模是一个国家经济实力的重要标志。微电子学是一门综合性很强的边缘学科～其中包括了半导体器件物理、集成电路工艺和集成电路及系统的设计、测试等多方面的内容,涉及了固体物理学、量子力学、热力学与统计物理学、材料科学、电子线路、信号处理、计算机辅助设计、测试和加工、图论、化学等多个领域。

微电子学是一门发展极为迅速的学科～高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微电子学发展的方向。信息技术发展的方向是多媒体,智能化,、网络化和个体化。要求系统获取和存储海量的多媒体信息、以极高速度精确可靠的处理和传输这些信息并及时地把有用信息显示出来或用于控制。所有这些都只能依赖于微电子技术的支撑才能成为现实。超高容量、超小型、超高速、超高频、超低功耗是信息技术无止境追求的目标～是微电子技术迅速发展的动力。 微电子学渗透性强～其他学科结合产生出了一系列新的交叉学科。微机电系统、生物芯片就是这方面的代表～是近年来发展起来的具有广阔应用前景的新技术。

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。

记得老师在讲述微电子技术和集成电路时～常常说的一句话: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～可是现在全世界计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～特别是1958年硅平面工艺的发展和集成电路的发明～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信息技术和产业。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～而集成电路正是集信息处理、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大于15%～在技术上～集成度以年增长率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～但经过人们的创新设计和一系列创新的工艺技术加工制造～成为集成电路芯片芯片～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)。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系上～现代经济发展的数据表明～GDP每增长100元～需要10元左右电子工业产值和1元-3元集成电路产值的支持。据美国半导体协会(SIA)预测～到2012年～集成电路全行业销售额将达到1万亿美元～它将支恃6万亿到8万亿美元的电子装备、30万亿美元的电子信息服务业和约50万亿美元GDP。

21世纪经济是信息经济～目前发达国家信息产业产值已占国民经济总产值的40%-60%～国民经济总产值增长部分的65%与集成电路有关。因此～抓住了集成电路产业发展～就能促进国民经济的高速发展。

上世纪90年代以来～美国经济持续高速发展～主要得益于IT产业的发展～而它的基础是微电子技术。

实际上～不仅计算机更新换代～即使是家电的更新换代都基于微电子技术的进步。电子装备～包拆机械装臵～其灵巧程度直接关系到它的高附加值和市场竞争力～都依赖于集成电路芯片的“智慧”程度和使用程度。

在信息社会时代～产品以其信息含量的多少和处理信息能力的强弱～决定着其附加值的高低～从而决定它在国际市场分工中的地位。如果我们不发展集成电路产业～将使我们的IT行业只能停留在装配业水平上～挣的是“辛苦钱”～在国际分工中我们将只能处于低附加值的低端上。微电子产业的发展规模和科学技术水平已成为衡量一个国际综合实力的重要标志。几乎所有的传统产业只要与微电子技术结合～用集成电路芯片进行智能改造～就会使传统产业重新焕发青春。例如微机控制的数控机床己不再是传统的机床,又如汽车的电子化导致汽车工业的革命～目前先进的现代化汽车～其电子装备已占其总成本的70%。进入信息化社会～集成电路成为武器的-个组成单元～于是电子战、智能武器应运而生。雷达的精确定位和导航～战略导弹的减重增程～战术导弹的精确制导～巡航导弹的图形识别与匹配.以及各类卫星的有效载荷和寿命的提高等等～其核心技术都是微电子技术。目前～集成电路在整机中的应用～以计算机最大～通讯次之～第三位则是消费类电子。集成电路枝术是一种使其他所有工业黯然失色～又使其他工业得以繁荣发展的技术。

中国集成电路的发展:

中国的集成电路产业起步于1965年～经过30多年的发展～现已初步形成了包括设计、制造、封装业共同发展的产业结构。芯片生产技术已达到8英寸、0.25微米-0.18微米水平。但总体来讲～我国集成电路产业比较弱小～1999年销售额仅占国际市场份额的0.7%～只能满足国内市场需求的16%。要提高我国微电子技术的整体水平～我们还需要长期的艰苦努力。我国高校微电子专业目前所开专业课程包括:半导体物理与器件、集成电路原理与设计、近代物理实验、固体物理[1]导论、微机电系统技术基础、薄膜材料与薄膜技术等。

目前中国微电子存在的主要问题有:

1.缺乏高标准和可持续发展的长远规划和措施以及建立微电子产业群体的目标。 2.机制上不适应微电子产业自身发展的要求。产业投资方式单一,投资和其它政策方面的决策太慢～使发展滞后,科研和产业严重脱节～而且科研和开发的投资严重不足。

3.缺乏系统的市场战略。国内市场被国外大公司瓜分。对于有战略意义而且量大面广的如中央处理器,CPU,和存储器等关键芯片市场没有给予足够的重视和决心自主研制开发的决心。整机设计开发与芯片厂脱节～产品不能配套生产。 4.政策环境不适应现代化微电子产业的发展。我国微电子企业资金有较大一部分是贷款～加之增值税过重～使得企业负担很重。

5.微电子领域人才流失现象严重～缺乏吸引和激励人才的有效措施。 建议:制订加速中国微电子产业发展的目标。5年内达到:以多元投资模式建成一定规模的产业群～其中一半以上企业在技术、市场和管理上中国有主导权。组织和引进优秀人才～大力研发新一代核心生产工艺技术～积累自主的知识产权～使中国微电子芯片生产制造工艺技术达到与国际水平只差一代。集成电路产量到2005年由目前的占世界产量的0.6%提高到2%左右。通过10年左右的努力～掌握集成电路设计、生产的关键技术～提高国内外市场占有率和国内市场的自给率～占世界产量从2%提高到4%～自给率达到30%左右,满足国防工业和信息安全对

集成电路的需求,形成能够良性循环的科研、生产体系,产业与科学技术水平与当时的国际水平相当。

为保证上述目标的实现～建议“十五”期间实施以下9项措施: 1.成立国家微电子管理委员会:直属中央～赋予权利和责任～实行一元化的领导～用“两弹一星”精神～按系统工程思路有机地制定出科研、开发和生产的长期发展战略～管理好微电子产业。

2.为实现可持续发展～以自主研究和开发0.18微米以下硅集成电路大生产技术为突破口～逐步掌握核心技术。建设3-5条8英寸以上的硅生产线～并掌握其技术、市场和管理的主导权。同时～以多元化模式5年内共建成6-10条,含上述“自主”的3-5条,大生产线～初步形成产业群。建设产业群的多元模式可采用政府先导、贷款政策的倾斜、吸引和利用外资、港澳台的资金和鼓励引导集体和私营等非国有经济涉足微电子行业等措施相结合。这样5年内国家需投入股本金4.5-7.5亿美元～贴息3-5亿美元。

3.建设好集成电路设计业的基础环境～给予优惠政策～吸引投资～突破重点～放活一片。建立国家级有知识产权的设计模块,IP,库和服务、复用机制。组织突破以CPU和存储器为代表的集成电路设计核心技术。

4.以最快的速度建设一条砷化镓器件和集成电路的生产线。发展射频,RF,领域的砷化镓集成电路目前尚不需要十分苛刻的微细加工技术～符合中国的国情～抓住时机建设一条砷化镓民用电路生产线～可扭转我国通讯市场单纯依赖进口砷化镓芯片的局面。该生产线投资约需4亿元人民币。

5.抓住机遇研究开发新一代关键的微电子专用设备。国家应组织力量以充足的投资～选准方向～加强与国际的合作～开展以瞄准可用于0.1-0.13微米光刻的193纳米准分子激光投影光刻机为重点的专用设备中的关键技术研究并达到实用化。同时开展电子束和X射线光刻等新一代光刻机等关键设备的技术攻关～为占领未来微电子技术的制高点做好专用设备技术方面的准备。

6.建立国家级微电子研究开发中心。集中国家有限的人力和财力～建立独立的国家级微电子研究开发中心。国家应有长远的投资规划～并能逐步吸引大企业入资。把国内有优势的高校和研究所力量更好地组织起来～形成一支稳定、有效的研发力量。该中心的任务:密切与产业的结合～开发新一代微电子核心工艺技术以及市场有大量需求的高档产品～转移到大生产线上～并且在开发新一代微电子工艺的基础上开发我国微电子关键设备。同时～针对10年以后我国微电子产业的需求～开展新一代系统芯片中新工艺、新器件和新结构电路的前瞻性、战略性研究。该中心定位于:支持高校和研究所进行创新性研究～并将成果加以验证、集成和中试～最终发展成为自主知识产权的源泉～并转移到产业界～从而实现我国微电子产业的自主和可持续发展。该中心一次性投入约需50亿元人民币～今后每年投入3~5亿人民币～中心也应当从企业和市场中得到部分经费来源。 7.实施“微电子人才培养和引进工程”～以最大的力度吸引国外优秀的微电子技术和管理人才～尤其是事业有成的国外留学生,制订出优惠政策～扭转微电子人才大量外流的趋势,近期内应订出计划～大量培养出一批微电子工艺开发、设计和系统应用人才。

8.产业的发展很大程度上靠机制创新和各种优惠政策～应制订出符合微电子产业发展的现代企业的集资机制和能使其良性发展的优惠税收及其它政策。 9.从系统工程观点出发～制订微电子市场发展战略,包括国内市场和国际市场的占领,。从政策、技术和组织诸方面提出并落实几点对策:下决心占领通用芯片

市场,由国家组织专项重点工程～从整机到自主设计芯片～建立起整机业与芯片业的战略联盟,国家采取非关税保护措施～努力加大国产芯片的市场空间。 加快发展我国的微电子产业已经成为刻不容缓的大事。政府除了继续加大资金的投入外～目前至关重要的是如何转换机制～制订系统的市场战略和更加优惠的政策～吸引资金和人才。调动一切积极因素～既大力发展自主的民族微电子产业～又形成良好的投资环境吸引外资投入我国的微电子产业～尽快形成产业群,同时加大对科学研究与人才培养的投入～形成植根于中国、可持续发展的微电子产业和科学研究体系～抓住机遇迎接挑战。

因此～我们应该好好学习基础知识～了解国际电子发展知识～我相信～在国家的正确领导和鼓励下～在我们新一代青年的努力下微电子技术和集成电路会有一个质的飞跃。

范文五：微电子学、集成电路

的 衬底材料应满足 的吸收曲线。 数值模拟结果表 明:利用这种 新材料制 成的三 沟道 BCCD ,其光敏特性曲 线可以分别在 1.0, 1.1和 1.26μm 处 出现最大 值。 图 6表 0参 11

TN386.52006010538红外焦 平面阵列盲元检测技术研究 /赖睿, 刘上乾 , 周慧鑫,申建华 (西 安 电子 科技 大学 技 术物 理学 院 )//半导 体光 电 . ― 2005,26(3).― 199~ 201.

盲 元的数量及其分 布对红外焦乎 面阵列器件成像 质量的影响较 大。在给 出 盲元定义的基础 上,对盲元的 各种产生机理进 行了分析,并 给出了具 体的盲元 检测方法,为盲元补偿技术的研究提供 了理论基础。 图 3表 0参 7

TN386.52006010539多 CCD 拼接相机中图像传 感器不均匀性校正 /王 军,杨会玲,刘亚侠, 何昕 ,郝志航 (中国科学院长 春光学精密机械与物 理研究所 )//半导体光 电 . ― 2005,26(3).― 261~263.

CCD 图 像传感器不均匀特性是影响光电测量设备 精度的一个重要因素。 在分析 了单片 CCD 图像传感器不均匀特性基础上 ,提出了多 CCD 拼接 相 机系统中不均匀 特性的校正方 法。大量实验结 果表明,利用 该校正方 法 不仅保持原图像 的目标,而且 简单快速,具有 通用性,能够 显著提高 系统测量 精度。 该方 法可行且对其他光电测量设备有参考意 义。 图 4表 0参 6

TN386.52006010540 CCD 微阵列生物芯片扫描仪的研制 /周强, 宗光华, 毕树生, 赵然 (北京 航 空航 天大 学机 器 人研 究所 )//仪 器仪 表学 报 . ― 2005,26(2).― 164~ 167,176.

报导了 CCD 微阵列生物芯片扫描仪的光学系统,给出了光学系统的参考 标准构型,并依据该构型研制出多分辨率 CCD 生物芯片扫描仪。 实 验采 用不同浓度系列 Cy3NHS ester 的 DMS0溶液样点与微池溶液测定 CCD 生物芯片 扫描仪的检测性 能。初步实验 数据表明,该 扫描仪光路合 理, 精度满足生物芯片检测要 求。 图 9表 3参 10

TN386.52006010541面阵 CCD 摄像机光学镜头参 数及选用 /杨明, 白烨, 王秋良, 余运佳 (中 科院电工研究所 )//光电子技术与 信息 . ― 2005,18(3).― 27~30,43. 先简要介绍面阵 CCD 光学 摄像机以及摄像机镜头的参数, 比如成 像尺寸 规格、焦距、 F 数、景深、 卡 口等, 然后介绍各 个参数的相互关系,为如 何合理选择面阵 CCD 光学 镜头提供参考。 最后介绍选择适用的面阵 CCD 摄像机光学镜头的主要步 骤。 图 4表 1参 6

TN386.52006010542 128×128PtSi 高速逐行扫描 CCD 器件的研制 /翁雪涛,易萍,唐遵烈, 李 华高 , 陈于 伟, 陈 红兵 (重 庆 光电 技 术研 究所 )//半导 体光 电 . ― 2005,26(3).― 177~179.

采用 2μm 的设计规则, 在硅工艺线上 , 成功设计和制作了 128×128PtSi 高速逐行扫描 CCD 器件。 介绍了器 件的结构、 制作工艺和参数测试结果。 图 7表 0参 4

TN391.92006010543基于电流模技术的高保真 声频放大器 /王丰硕 , 严立中, 张正华, 雷 晓玲 (扬 州 大 学 信 息 工 程 学 院 电 气 工 程 及 自 动 化 系 )//电 声 技 术 . ― 2005,(6).― 35~37.

采用电流 模技术对高保 真声频功率放大 进行了研究与 设计,结合实 验和 样机制作,实现了超宽频 带超高速功率放大。随着 SACD 的日益 普及, 同目前流 行的电压模高 保真功放的性能 相比,电流模 高保真声频功 率放 大器将会有美好的发展前 景。 图 3表 0参 8

8、微电子学、集成电路

TN42006010544新的面 积有效的整数平方根电路设计 /刘丽娟, 邹雪城,陈朝阳, 沈绪榜 (华中科技大学图像识别与人工智能 研究所 )//华中科技大学学报 (自然科 学版) . ― 2005,33(4).― 44~46.

针 对参数化的整数 平方根电路设 计方法在位宽较 小时存在的问 题,提出 了位宽为 8的面积有效的整数平方根电路设计方 法。首先,通过对一些 平 方数据的分析, 找出了按照四 舍五入原则计算 其整数平方根 的取值范 围 ;然后,根据取 值范围的不同 ,把平方根计算 以全部选择电 路实现, 仿真结果 表明, 相对于参数化的快 速收敛平方根算法有 Modelsim5.6提供 的 平方根算法,提 出的方法频率 适中、误差较小 、并具有较小 的面积和 延迟,适 用于工作频率适中、对计算速度和面积 要求较高的场合。 图 1表 0参 6

TN42006010545硅基垂 直腔面光发射器件的研制 /姚永昭, 岳瑞峰,刘理天 (清华大学微 电 子学研究所 )//清华大学 学报(自 然科学版) . ― 2005,45(4).― 553~ 556.

为 了实现与现有集 成电路工艺兼 容的全硅基发光 器件,提出了 一种新型 硅 基 垂直 腔 面光 发 射器 件 结构 。 它采 用 等离 子 体增 强 化学 气 相淀 积 (PECVD ) 方法制备的 非晶硅 (或 非晶氮化硅) /二氧化硅交替生长的多 层薄膜 结构为分布式 Bragg 反射器(DBR ) ,以夹在上下两个 Bragg 反射 器之间 的非晶碳化硅薄膜为中间发光层。通过设 计与模拟,分析了 DBR 中 薄膜生长顺序与 层数对器件性 能的影响。最后 研制出光致红 光发射器 件 和电致蓝绿光发 射器件,并给 出了它们的光致 和电致发光谱 。结果显 示了在 光致和电致激发下非晶碳化硅的发光和 DBR 对光谱的限制增强作 用。 图 6表 1参 6 TN4, Q932006010546 PCR 生物芯片 /微装置在 微生物检测中应用研究 /章春笋,徐进 良 (中国 科 学 院 广 州 能 源 研 究 所 微 能 源 系 统 实 验 室 )//传 感 器 技 术 . ― 2005,24(1).― 1~3.

聚合酶链式反应(PCR )技术已经在分子生物学、生物 化学、临床医学、 遗传以及 法医等领域得 到广泛的应用。 基于微电子机 械系统技术开 发而 成的 PCR 生物芯片由于具有所需 样品和反应混合物体积小、 反应时间短、 轻便等优点而日益受到人 们的重视。 介绍 PCR 生物芯片 /微装置 (包括反 应池内固定扩增式 和连续流动式)在微生物埃希氏大 肠杆菌(E.coli )和 微生物战剂检测中的应用 。 图 0表 0参 12

TN4012006010547 MEMS 多层膜残余应力全场光学在线测试 /聂萌, 黄庆安, 李 伟华 (东南 大学 MEMS 教育部重点 实验室 )//半导体学报 . ― 2005,26(5).― 1028~ 1032.

提出了一 种基于背面腐蚀 的多层膜残余 应力测试方法 。该法可以简 化测 量过程, 仅需要依次腐蚀 基片背面的各 层薄膜,用激 光全场测量法 测出 相应的曲 率半径,而无须 腐蚀基片正面 有用层,就可 以提取各层薄 膜的 残余应力 。模拟及实验证 明,这是一种 精度较高而且 简单易行的薄 膜残 余应力在线提取方法。 图 8表 2参 14

TN4022006010548一种快速精确的 GaAs MES FET 寄生参数提取方法 /刘桂云, 张义门,张 玉 明 (西 安 电 子科 技 大学 微 电 子所 )//半 导 体学 报 . ― 2005,26(4).― 760~763.

提出了一种快速精确地提 取 Ga As MESFET 寄生参数方法, 该种方法 以两 组 S 参 数为基础, 应用解析 表达式直接确定 GaAs MESFET 的九个 寄生参

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