《绪论及工艺基础》PPT课件

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1、超大规模集成电路设计绪论及工艺原理2课程目标学习利用MOS器件构建数字集成电路及简单的版图知识培养电路设计能力：根据不同设计要求（面积，速度，功耗和可靠性），进行电路分析和优化设计的能力3关于本课程联系器件和电路知识：SOC、ULSI、MEMS方向均需要是功能要求行为设计（VHDL）行为仿真综合、优化——网表时序仿真布局布线——版图后仿真否是否否是Singoff4课程教材和参考书教材：《集成电路原理与设计》参考书：《数字集成电路－设计透视》，第二版，Rabaey《数字集成电路－电路、系统与设计》等5第一章绪论集成电路的

2、历史集成电路的发展规律等比例缩小原则未来发展和挑战6集成电路的发展第一个晶体管是那年发明的?A.1945B.1947C.1951D.1958发明者当时供职与哪家公司?A.IBMB.BellLabC.TID.Motorola7第一个晶体管Modern-dayelectronicsbeganwiththeinventionin1947ofthebi-polartransistorbyBardeenet.alatBellLaboratories8TheevolutionofIC第一块集成电路是那年做出来的?A.1956B.1

3、958C.1959D.1961发明者当时供职于哪家公司?A.IBMB.BellLabsC.TID.Motorola9第一块集成电路In1958theintegratedcircuitwasbornwhenJackKilbyatTexasInstrumentssuccessfullyinterconnected,byhand,severaltransistors,resistorsandcapacitorsonasinglesubstrate10晶体管发展Transistor–Bardeenet.al.(BellLabs

4、)in1947Bipolartransistor–Schockleyin1948FirstmonolithicIC–JackKilbyin1958FirstcommercialIClogicgates–Fairchild1960TTL–1962intothe1990’sECL–1974intothe1980’s11MOSFET工艺MOSFETtransistor-Lilienfeld(Canada)in1925andHeil(England)in1935CMOS–1960’s,但是有很多工艺加工问题PMOSin1960

5、’s(calculators)NMOSin1970’s(4004,8080)–forspeedCMOSin1980’s–功耗优势BiCMOS,Gallium-Arsenide,Silicon-GermaniumSOI,Copper-LowK,strainedsilicon,High-kgateoxide...12TheFirstIntegratedCircuitsBipolarlogic1960’sECL3-inputGateMotorola196613Intel4004Micro-Processor19711000t

6、ransistors1MHzoperation：NMOS工艺14IntelPentium(IV)microprocessor15绪论集成电路的历史集成电路的发展规律等比例缩小原则未来发展和挑战16Moore’sLaw1965年，GordonMoore预测单个芯片上集成的晶体管的数目每18个月可以增加一倍2300transistors,108KHzclock(Intel4004)-197116Milliontransistors(UltraSparcIII)-199842Million,2GHzclock(IntelP4

7、)-2001125Million,3.4Ghz(IntelP4Prescott)-2004Feb0217Moore’sLawplot(fromhisoriginalpaper)18#ofTransistorsperDieSource:ISSCC2003G.Moore“Noexponentialisforever,but‘forever’canbedelayed”19摩尔定律－－晶体管贬值GordonMoore在1965年提出了摩尔定律，认为芯片上晶体管的数目每18个月增加1倍，这相当于每个晶体管的价格同步下降的过程假设

8、1965年一辆豪华跑车的售价是10万美元，如果该车的价格也能按照摩尔定律发展，则目前的售价如何？$perTransistor20绪论集成电路的历史集成电路的发展规律等比例缩小原则未来发展和挑战21MOS器件的发展：按比例缩小半导体工艺技术的发展遵循摩尔定律：新工艺的特征尺寸是前代工艺的0.7倍，即器件密度为前代的2倍MOS器件的发