Й этап – это этап становления и развития «Микроэлектроники»

Микроэлектроника- область электроники, занимающаяся проблемами конструирования, изготовления и применения ИС.

ИС - изделия электроники, имеющие большую степень интеграции и выполняющие определяющую функцию преобразования и обработки сигналов.

История микроэлектроники (этапы развития)

1)1948 – открытие транзисторного эффекта и изобретение биполярного транзистора (Шокли, Барин, Бреттейн) (Рис. В-1 а)

2)1957-58-разработка планарной технологии + групповой метод + литография.

Разработка планарной технологии базировалось на: (а) локальном легировании (1957); (б) фотолитографии (1958) и (в) применении SiO₂ для защиты p-n-переходов от окружающей среды, подзатворный диэлектрик, маска в литографии и др. (1958).

Первые ИС-1958-1960, Промышленный выпуск - 1961-63 (США)

Если k=lnN, где k-степень интеграции, N-кол-во элементов в ИС, тогда:

Этапы: 1)1-я половина 60-х: k=1-2; мин.размер элемента -100 мкм (ИС)

2) 2-я пол.60-х-1-я пол.70-х : k=2-3, мин.р-р=10 мкм (СИС)

3) 75-80-е k>=3, мин.р-р=1 мкм (БИС)

4) >80-е k=4, мин.р-р-0.1 мкм (СБИС)

5) Параллельно, начиная с 70-х – 80-х годов - разработка микропроцессоров и микро ЭВМ (ПК, офисное оборудование, бытовое автоматизирование и компьютеризированное оборудование и т.д.). Прогресс в развитии интегральных схем за последние 40 лет можно проследить на рис. В-1.

	Рис. В-1 (а) Первый точечный сварной биполярный транзистор и его первооткрыватели и разработчики (конец 40-х годов XX столетия)
	(б) Первая интегральная схема (ИС) – (1958) Kilby, Texass Instruments (TI). 1961: первая коммерческая цифровая ИС; 1966: первая коммерческая MOSFET IC 1971: Первый микропроцессор (Intel)
	(в) Современная интегральная схема (процессор Intel i7 Nehalem) с ядром 45 нм. Включает: 4 cores (ядра), 8 MB L2 cash, интегрированный контроллер памяти, DDR3 I/O и QPI I/O.

Закон Мура

В 1965 году, один из основателей корпорации Intel Гордон Мур, в статье для журнала Electronics предсказал экспоненциальное увеличение (удвоение каждые 18-24 месяца) количества транзисторов в микросхемах (Moore G.E. Cramming more components onto integrated circuits / / Electronics. – 1965. – Vol. 38, № 8. – Р. 114–117) – рис В-2 (а). Выполнение этого эмпирического «закона Мура» подтверждено более чем 40-летней историей развития микроэлектроники (рис. В-2 (б-г)).

(а) (б)

(в) (г)

Рис. В-2. Закон Мура. (а) - рисунок из статьи Мура (1965 г). (б-г) - современные данные о выполнении закона Мура: (б) – замедление на 1-2 порядка, (в) ускорение роста количества элементов на чипе на некоторых этапах развития (например, в 1995-2000). (г) – переход к нанотехнологиям. На (в) и (г) показано также уменьшение размеров элементов в интегральных схемах

Материал из Википедии

Зако́н Му́ра — эмпирическое наблюдение, сделанное в 1965 году (через шесть лет после изобретения интегральной схемы), в процессе подготовки выступления Гордоном Муром (одним из основателей Intel). Он высказал предположение, что число транзисторов на кристалле будет удваиваться каждые 24 месяца. Представив в виде графика рост производительности запоминающих микросхем, он обнаружил закономерность: новые модели микросхем разрабатывались спустя более или менее одинаковые периоды (18—24 мес.) после появления их предшественников, а ёмкость их при этом возрастала каждый раз примерно вдвое. Если такая тенденция продолжится, заключил Мур, то мощность вычислительных устройств экспоненциально возрастёт на протяжении относительно короткого промежутка времени.

Это наблюдение получило название «закон Мура». Существует масса схожих утверждений, которые характеризуют процессы экспоненциального роста, также именуемых «законами Мура». К примеру, менее известный «второй закон Мура», введённый в 1998 году Юджином Мейераном, который гласит, что стоимость фабрик по производству микросхем экспоненциально возрастает с усложнением производимых микросхем. Так, стоимость фабрики, на которой корпорация Intel производила микросхемы динамической памяти ёмкостью 1 Кбит, составляла 4 млн. $, а оборудование по производству микропроцессора Pentium по 0,6-микронной технологии c 5,5 млн. транзисторов обошлось в 2 млрд. $. Стоимость же Fab32, завода по производству процессоров на базе 45-нм техпроцесса, составила 3 млрд. $^[1].

В книге «Искусство схемотехники» Хилла и Хоровица (1980 годы) приводится образное сравнение — если бы Боинг 747 прогрессировал с такой же скоростью, с какой прогрессирует твердотельная электроника, то он умещался бы в спичечном коробке и облетал бы без дозаправки земной шар 40 раз.

«Закон Мура» скоро умрет?

-- По словам официальных представителей Intel, в 2012 г. полупроводниковая индустрия перейдет на технологический процесс с топологическим уровнем 10 и менее нанометров. При этом сделать это смогут только крупные производители в связи с дорогостоящей модернизацией оборудования. Как прогнозируют в Intel, после перехода на 10-нм топологию перестанет работать«закон Мура» об удвоении числа транзисторов в микросхеме каждые 2 года.
-- По рассчетам специалистов iSuppli, уже к 2014 году закон Мура перестанет определять развитие полупроводниковой отрасли.

-- Это не первые попытки различных специалистов предсказать будущее самого известного в индустрии высказывания, однако до сих пор ни один из прогнозов не выполнился. На данный момент наиболее достоверным является мнение автора закона – Гордона Мура, одного из основателей Intel. В 2007 году он предположил, что его гипотеза будет верна еще как минимум 10 лет, а затем производство транзисторов зайдет в тупик в силу атомарной природы вещества и ограничения скорости света.