微电子技术发展方向.doc

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1、1微电子技术发展方向21世纪初微电子技术仍将以尺寸不断缩小的硅基CMOS工艺技术为主流；随着TC设计与工艺水平的不断提高，系统集成芯片将成为发展的重点；并且微屯子技术与其他学科的结合将会产生新的技术和新的产业增长点。1.1主流工艺——硅基CMOS电路硅半导体集成电路的发展，一方面是硅晶(圆)片的尺寸愈来愈大，另一方面是光刻加工线条(特征尺寸)愈来愈细。从硅片尺寸来看，从最初的2英寸，经过3英寸、4英寸、5英寸、6英寸发展到当今主流的8英寸。据有关统计，冃前世界上有252条8英寸生产线，月产片总数高达440万片，现在还在继续建线。近几年来又在兴建12英寸生产线，硅晶片直径达12英寸(300mm

2、),它的面积为8英寸片(200mm)的2.25倍。1999年11月下旬，由Motorola与InfineonTechnologies联合开发的全球首批300mm晶片产詁面市。该产站是64MDRAM,采用的是0.25帥工艺技术，为标准的TS0P封装。据介绍，300mm晶片较200mm晶片，每个芯片的成本降低了30%〜40%。到H前，已经达到量产的12英寸生产线己有6条，它们是：(1)Semiconductor300公司，位于徳国徳累斯顿，开始刀产1500片，由0.25Wn进到0.18山n。(2)Infineon公司，位于德国德累斯顿，0.开始月产4000片。(3)TSMC公司，位于我国台湾新竹

3、，Fabl2I厂生产线，由0.18Mm进到0.15Mm以至0.13Mm,开始月产4500片(4)三星公司，位于韩国，Line11生产线，0.15/0.1引切，开始月产1500片。(5)Trecenti公司,位于日本那珂N3厂,月产能7000片,0.15/0.13Mmo(6)Tntel公司的D1C厂，开始月产4000片，0.此外，己经建厂，开始试投的也己有9条线；正在建的有4条线。采用12英寸晶片生产的IC产殆，据报道己有：韩国三星公司批量生产512M内^(DRAM)；剜Altera公司在台湾TSMC公司加工生产可编程逻辑器件(PLD),采用0.18Mm技术；美国Intel公司在2001年3月

4、份宣布，在为年采用0.13Mm技术建12英寸生产线量产CPU。其余各线主要做存储器电路,DRAM.SRAM或Flasho在光刻加工线条(特征尺寸)方面，如前所述，在主流0.25M)技术之后，已有0.⑻切、0.15Mm以至0.13Mm技术连续开发出来并投入使用。据报道，韩国现代电子公司在2001年底前，将其下属的4家工厂的工艺技术由0.18刚提升至0.15刚，生产存储芯片。其竞争对手三星电子公司和美光科技公司H前已经有半数芯片采用0.15刚技术。台湾威盛率先在2001年采用0.13Mm工艺生产微处理器产詁，但其C3系列仍属于Pin产品。Intel和AMD公司市面上产品普遍仍采用0.18刚的技术

5、，但Intel在2002年1月7H发布了采用0.13Mm工艺生产出运算频率突破2GHz的Northwood核心P4处理器产品，4刀乂公布了2.4GHz产品。这样，Intel仍然稳坐技术领先的地位。在日本，弋EC和日立合作于2000年8月率先推出全球第一块采用0.13Mm的256MDRAMo2001年日本东芝和富士通与台湾华邦合作,推出0.13Wn堆叠式1GDRAM,2002年计划提升到0.llMm。FL本五大半导体厂商正在联合开发0.lMm以下T艺制造技术。2001年8月，美国应用材料公司的设备已可制造出技术水平为0.lOMni(lOOnm)的电路，在制造工艺技术上也有新的突破。美国徳州仪器

6、公司正采用0.lOMm技术制造模拟和数字电路。总之，0.10Mm(100nm)乃至0.04Wn(40nm)的器件已在实验室中制造成功,研究工作已进入亚0.10Mm阶段。美国Intel公司将加速新一代0.09M1(90nm)处理器技术的开发工作，计划在2003年上半年发布其0.09M处理技术，该处理技术基于铜互连、低K介质和其他的一些性能上。而且该公司又开发成功一种新型晶体管技术，将使CPU集成度达到H前的25倍，可集成10亿只晶体管，将使运行速度达到H前的10倍，工作频率达到20GHzo这种CMOS晶体管结构称为DepletedSubstrateTransistor,采用的栅极长度为15nm

7、,其栅极绝缘膜采用了高介电常数的新型材料，将通常的Si。?换为Z1Q或Ae心等新材料，通过在绝缘层上的超薄硅层内制作晶体管来提高开关速度,称它为TntelTeraHertz晶体管，计划于2006〜2010年投产的CPU小使用。据称Intel的这项技术具有“革命性意义”。在提高晶体管响应速度和降低耗电量及发热量方而，它的开发成功将再次打破阻碍摩尔法则继续存在的瓶颈。1.2SOC技术——系统集成芯片早在10年前，