单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,,*,微电子学概论,,,课程的总体概述,,课程在教学体系中的地位,,课程的主要内容,,参考书及资料,,学习方法,,,,第一章 绪论,,导论,,晶体管的发明,,集成电路发展历史,,集成电路的分类,,微电子学的特点,,,信息时代的核心技术,,,导论,,晶体管的发明,,集成电路发展历史,,集成电路的分类,,微电子学的特点,,,信息安全,信息管理,基础： 软件、 微（纳）电子与光电子,关键技术：微（纳）电子与光电子、软件、计算机和通信,信息获取,信息处理,信息传输、交换,信息存储,信息的随动执行和应用,核心和基础：,,微电子,,？微电子学,,电,,子,,学,微电子学,,导论,,晶体管的发明,,集成电路发展历史,,集成电路的分类,,微电子学的特点,,,,？微电子学,微电子学——微型电子学,,微电子学的核心——集成电路,,集成电路,（Integrated Circuit,简称IC）：,,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，按照一定的电路互连，“集成”在一块半导体单晶片（如硅或砷化镓）上，封装在一个外壳内，执行特定电路或系统功能,,,导论,,晶体管的发明,,集成电路发展历史,,集成电路的分类,,微电子学的特点,,,,微电子学发展情况,,发达国家在发展过程中都有的规律,,集成电路（IC）产值的增长率（R,IC,）高于电子工业产值的增长率（R,EI,）,,电子工业产值的增长率又高于GDP的增长率（R,GDP,）,,一般有一个近似的关系,,R,IC,≈1.5~2R,EI,R,EI,≈3R,GDP,,,导论,,晶体管的发明,,集成电路发展历史,,集成电路的分类,,微电子学的特点,,,,微电子学发展情况,,世界GDP和一些主要产业的发展情况,15%,9%,3%,From S.M.SZE,,导论,,晶体管的发明,,集成电路发展历史,,集成电路的分类,,微电子学的特点,,,,微电子学发展情况,,微电子对传统产业的渗透与带动作用,,几乎所有的传统产业与微电子技术结合，用集成电路芯片进行智能改造，都可以使传统产业重新焕发青春。
微电子技术不仅在节能，节材等方面能够使传统产业升级换代，而且还可以使传统产品结构，性能等方面发生革命性的质的变化导论,,晶体管的发明,,集成电路发展历史,,集成电路的分类,,微电子学的特点,,,,微电子学发展情况,,电子信息技术的广泛应用,,国民经济,,在美国计算机完成的工作量超过4000亿人年的手工工作量,,国防建设,,在农业社会：大刀长矛等冷兵器,,在工业化社会：枪、炮等热兵器,,家庭生活,,信息化社会： IC成为武器的一个组成元，电子战、信息战,,日本每个家庭平均拥有约100个芯片,,,导论,,晶体管的发明,,集成电路发展历史,,集成电路的分类,,微电子学的特点,,,,微电子学发展情况,,电子信息技术的广泛应用,5000 4000 3000 2000 1000 0 1000 2000 3000 4000,石器时代,,,~ 35000年,铜器时代,,,~ 1800年,铁器时代,,,~ 3200年,硅器时代,,,XX 年？,3000BC 1200BC 1968,,导论,,晶体管的发明,,集成电路发展历史,,集成电路的分类,,微电子学的特点,,,,微电子学发展情况,,第一台计算机,1946年2月14日 Moore School，Univ. of Pennsylvania,,18,000个电子管组成,,大小：长24m，宽6m，高2.5m,,速度：5000次/sec；重量：30吨；,,功率：140KW；平均无故障运行时间：7min,,导论,,晶体管的发明,,集成电路发展历史,,集成电路的分类,,微电子学的特点,,,,微电子学发展情况,,,导论,,晶体管的发明,,集成电路发展历史,,集成电路的分类,,微电子学的特点,,,,微电子对信息社会的重要性,,2020,年世界最大的,30,个市场领域,,其中与微电子相关的,22,个市场：,,导论,,晶体管的发明,,集成电路发展历史,,集成电路的分类,,微电子学的特点,,,,微电子对信息社会的重要性,,如果我们不发展集成电路产业,,IT行业停留在装配业水平上，挣的“辛苦钱”。
在国际分工中将只能处于低附加值的低端上在没有自己集成电路产业的情况下，我们的高新技术的发展命脉掌握在他人手中当前，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家综合实力的重要标志导论,,晶体管的发明,,集成电路发展历史,,集成电路的分类,,微电子学的特点,,,,晶体管的发明,,第一个晶体管,,1947,年,12,月,23,日,NPN,,Ge,晶体管,,W,.,Schokley,,,J,. Bardeen,,W,. Brattain,,获得1956年Nobel物理奖,,导论,,晶体管的发明,,集成电路发展历史,,集成电路的分类,,微电子学的特点,,,,集成电路的发展历史,,仙童半导体,,1947年12月13日 获得1956年Nobel物理奖,,八叛逆在仙童半导体,,60年代公司进入黄金期，1967年营业额接近2亿美元,,1968年，“八叛逆”中的最后两位诺依斯和摩尔，带着葛罗夫脱离仙童公司创立Intel,,80年代初畅销书《硅谷热》中写到：“硅谷大约70家半导体公司的半数，是仙童公司的直接或间接后裔,,1969年在森尼维尔举行的一次半导体工程师大会上， 400位与会者中，未曾在仙童公司工作过的不到24,,导论,,晶体管的发明,,集成电路发展历史,,集成电路的分类,,微电子学的特点,,,,,,1958年第一块集成电路：TI公司的Kilby，12个器件，Ge晶片,获得2000年Nobel物理奖,,第一个CPU——4004,,,导论,,晶体管的发明,,集成电路发展历史,,集成电路的分类,,微电子学的特点,,,,Pentium CPU,芯片,,导论,,晶体管的发明,,集成电路发展历史,,集成电路的分类,,微电子学的特点,,,,集成电路的发展历史,,1947年12月13日 晶体管发明,,1958年 的一块集成电路,,1962年 CMOS技术,,1967年 非挥发存储器,,1968年 单晶体管DRAM,,1971年 Intel公司微处理器,,,,导论,,晶体管的发明,,集成电路发展历史,,集成电路的分类,,微电子学的特点,,,,摩尔定律,,导论,,晶体管的发明,,集成电路发展历史,,集成电路的分类,,微电子学的特点,,,,,,,集成电路的分类,,集成电路的分类,,器件结构类型,,集成电路规模,,使用的基片材料,,电路形式,,应用领域,,导论,,晶体管的发明,,集成电路发展历史,,集成电路的分类,,,微电子学的特点,,,,器件结构类型分类,,双极集成电路,,NPN型双极集成电路,,PNP型双极集成电路,,MOS集成电路,,NMOS,,PMOS,,CMOS(互补MOS),,BiMOS集成电路,,同时包括双极和MOS晶体管的集成电路,,导论,,晶体管的发明,,集成电路发展历史,,集成电路的分类,,,微电子学的特点,,,,按集成电路规模,,小规模集成电路,(Small Scale IC，SSI),,中规模集成电路,(Medium Scale IC，MSI),,大规模集成电路,(Large Scale IC，LSI),,超大规模集成电路,(Very Large Scale IC，VLSI),,特大规模集成电路,(Ultra Large Scale IC，ULSI),,巨大规模集成电路,(Gigantic Scale IC，GSI）,,划分标准：集成度。
集成度：每块集成电路芯片中包含的元器件数目导论,,晶体管的发明,,集成电路发展历史,,集成电路的分类,,,微电子学的特点,,,,按集成电路规模,,,导论,,晶体管的发明,,集成电路发展历史,,集成电路的分类,,,微电子学的特点,,,,按结构形式的分类,,单片集成电路：,,它是指电路中所有的元器件都制作在同一块半导体基片上的集成电路,,在半导体集成电路中最常用的半导体材料是硅，除此之外还有Ge，GaN，Inp，AlGaAs，GaAs等,,混合集成电路：,,厚膜集成电路,,薄膜集成电路（一般小于1微米）,,导论,,晶体管的发明,,集成电路发展历史,,集成电路的分类,,,微电子学的特点,,,,按电路功能分类,,数字集成电路(Digital IC),,它是指处理数字信号的集成电路,,模拟集成电路(Analog IC),,它是指处理模拟信号(连续变化信号)的集成电路,,数模混合集成电路(Digital - Analog IC),,例如数模(D/A)转换器和模数(A/D)转换器等,,导论,,晶体管的发明,,集成电路发展历史,,集成电路的分类,,,微电子学的特点,,,,微电子学的特点,,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，子系统及系统的电子学分支。
微电子学研究领域,,主要研究电子和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微电子学是信息领域的重要基础学科导论,,晶体管的发明,,集成电路发展历史,,集成电路的分类,,微电子学的特点,,,,微电子学的特点,,微电子学综合性很强,,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、测试与加工、图论、化学等多个学科,,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,,微电子学的渗透性极强,,它可以是与其他学科结合而诞生出一系列新的交叉学科，例如微机电系统(MEMS)、生物芯片等,,导论,,晶体管的发明,,集成电路发展历史,,集成电路的分类,,微电子学的特点,,,,作业,,微电子学？,,微电子学核心？,,微电子学主要研究领域？,,微电子学特点？,,集成电路？,,集成电路的分类？,,摩尔定律？,,,,导论,,晶体管的发明,,集成电路发展历史,,集成电路的分类,,微电子学的特点,,,,。