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集成电路的制造工艺是一项非常复杂的技术,需要经过多个步骤才能完成。首先,需要准备一块硅片,然后在硅片上涂上一层光刻胶。接下来,使用光刻机将电路图案投射到光刻胶上,形成一个模板。然后,将模板转移到硅片上,通过化学腐蚀、离子注入等多个步骤,逐渐形成电路元件和互连。进行测试和封装,使集成电路成为一个完整的电子器件。这种制造工艺需要高度的精密度和稳定性,任何一个环节出现问题都可能导致整个电路的失效。集成电路的应用领域非常普遍,几乎涵盖了所有的电子设备。例如,计算机、手机、电视、汽车、医疗设备等等,都需要使用集成电路。集成电路的发展需要注重长远布局并加强人才培养,既要解决短板问题,也要加强基础研究和人才队伍的建设。MMBT2131T1

各楼层直接有高速电梯可达,为了效率和功能隔离,还可能有多部电梯,每部电梯能到的楼层不同——这是集成电路的布线,电源线、地线单独走线,负载大的线也宽;时钟与信号分开;每层之间布线垂直避免干扰;CPU与存储之间的高速总线,相当于电梯,各层之间的通孔相当于电梯间……集成电路或称微电路(microcircuit)、微芯片(microchip)、芯片(chip)在电子学中是一种把电路(主要包括半导体装置,也包括被动元件等)小型化的方式,并通常制造在半导体晶圆表面上。MOC213M集成电路的设计考虑功耗、散热和可靠性等因素,以实现电路的更优性能和稳定性。

典型的如英国雷达研究所的科学家达默,他在1952年的一次会议上提出:可以把电子线路中的分立元器件,集中制作在一块半导体晶片上,一小块晶片就是一个完整电路,这样一来,电子线路的体积就可很大程度上缩小,可靠性大幅提高。这就是初期集成电路的构想,晶体管的发明使这种想法成为了可能,1947年在美国贝尔实验室制造出来了第1个晶体管,而在此之前要实现电流放大功能只能依靠体积大、耗电量大、结构脆弱的电子管。晶体管具有电子管的主要功能,并且克服了电子管的上述缺点,因此在晶体管发明后,很快就出现了基于半导体的集成电路的构想,也就很快发明出来了集成电路。
尽管随机存取存储器结构非常复杂,几十年来芯片宽度一直减少,但集成电路的层依然比宽度薄很多。组件层的制作非常像照相过程。虽然可见光谱中的光波不能用来曝光组件层,因为他们太大了。高频光子(通常是紫外线)被用来创造每层的图案。因为每个特征都非常小,对于一个正在调试制造过程的过程工程师来说,电子显微镜是必要工具。在使用自动测试设备(ATE)包装前,每个设备都要进行测试。测试过程称为晶圆测试或晶圆探通。晶圆被切割成矩形块,每个被称为“die”。每个好的die被焊在“pads”上的铝线或金线,连接到封装内,pads通常在die的边上。封装之后,设备在晶圆探通中使用的相同或相似的ATE上进行终检。测试成本可以达到低成本产品的制造成本的25%,但是对于低产出,大型和/或高成本的设备,可以忽略不计。在2005年,一个制造厂(通常称为半导体工厂,常简称fab,指fabrication facility)建设费用要超过10亿美金,因为大部分操作是自动化的。集成电路技术的中心是芯片制造和设计,需要深厚的专业技术和创新能力。

集成电路发展对策建议:创新性效率超越传统的成本性静态效率,从理论上讲,商务成本属于成本性的静态效率范畴,在产业发展的初级阶段作用明显。外部商务成本的上升实际上是产业升级、创新驱动的外部动力。作为高新技术产业的上海集成电路产业,需要积极利用产业链完备、内部结网度较高、与全球生产网络有机衔接等集群优势,实现企业之间的互动共生的高科技产业机体的生态关系,有效保障并促进产业创业、创新的步伐。事实表明,20世纪80年代,虽然硅谷的土地成本要远高于128公路地区,但在硅谷建立的半导体公司比美国其他地方的公司开发新产品的速度快60%,交运产品的速度快40%。具体而言,就是硅谷地区的硬件和软件制造商结成了紧密的联盟,能至大限度地降低从创意到制造出产品等相关过程的成本,即通过技术密集关联为基本的动态创业联盟,降低了创业成本,从而弥补了静态的商务成本劣势。集成电路的研发需要综合考虑电路特性、器件参数和市场需求,以实现产品的竞争力和商业化。ITR12749
随着集成电路的发展,晶体管的数量每两年翻一番,使得芯片每单位面积容量增加,成本降低,功能增强。MMBT2131T1
这些年来,IC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,每两年增加一倍。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不是没有问题,主要是泄漏电流(leakage current)。因此,对于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。这个过程和在未来几年所期望的进步,在半导体国际技术路线图(ITRS)中有很好的描述。MMBT2131T1
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