集成电路50年变迁芯片制造商在物品领域实现空前封装工艺流程突破

  • 科研进展
  • 2024年12月17日
  • 编者语:回顾过去,1958年是集成电路时代的起点。当时,美国德州仪器公司展示了全球第一块集成电路板,这一技术突破改变了电子设备的生产方式。随着基尔比研制出第一块可使用的集成电路,并诺伊斯提出半导体设备与铅结构模型,集成电路开始走向大众化应用。 在这五十年的时间里,集成电路不仅体积小、重量轻、寿命长和可靠性高,而且成本相对低廉,便于大规模生产。在工业、军事、通讯和遥控等领域

集成电路50年变迁芯片制造商在物品领域实现空前封装工艺流程突破

编者语:回顾过去,1958年是集成电路时代的起点。当时,美国德州仪器公司展示了全球第一块集成电路板,这一技术突破改变了电子设备的生产方式。随着基尔比研制出第一块可使用的集成电路,并诺伊斯提出半导体设备与铅结构模型,集成电路开始走向大众化应用。

在这五十年的时间里,集成电路不仅体积小、重量轻、寿命长和可靠性高,而且成本相对低廉,便于大规模生产。在工业、军事、通讯和遥控等领域,它们已经成为不可或缺的一部分。通过将元件紧密连接起来,可以显著提高装配密度和稳定工作时间。

以下是简要概述了集成电路50年的发展历程:

第一块集成电路板

基尔比创造了历史上第一个实际可以使用的集成电路。这款最初版本虽然看起来简单,但它带来了晶体管之外新挑战——如何有效地制造并使用电子元件。基尔比提出了设计方案,以解决这些问题。

半导体设备与铅结构模型

在20世纪50年代,有许多工程师都想到了这种整合技术。罗伯特·诺伊斯提出了“半导体设备与铅结构”模型。他在仙童公司制造出第一块可用于实际应用的大型单片芯片,这个设计最终成为大规模生产中的实用技术。基尔比和诺伊斯共同被认为是这个时代重要的人物,他们获得了国家科学奖章以表彰他们的贡献。

分子电子计算机

集成了这一优点后,首次得到广泛应用是在军事领域中。1961年,为美国空军开发出的分子电子计算机标志着这一转变。此后,“阿波罗导航计算机”、“星际监视探测器”等项目也采用了这样的技术。

集成电路应用于导弹制导系统

1962年,在民兵-I型和民兵-II型导弹制导系统中采用的22套芯片,使得其成为历史上的第一次在武器系统中运用该技术。此举不仅证明了一种新的可能性,也为后来的科技进步奠定基础。

戈登-摩尔提出摩尔定律

英特尔公司联合创始人戈登·摩尔回望未来,他预言到1975年每个芯片上将有65000个元件,而现实情况则远超此预期,每隔12个月便会翻番。这就是今天我们所知的“摩尔定律”。

“Busicom 141-PF”计算机

在60年代末期,一台名为Busicom 141-PF的手持电脑曾经引领潮流,但英特尔推出了4004微处理器,这才真正开启现代微处理器时代。大师们如泰德霍夫为其提供了一套更先进的设计方案,从而诞生出了第一个商业化微处理器—英特尔4004。

英特ル4004微处理器

虽然不是第一个但却是公开市场出售的第一款产品,它打破传统巨大的ENIAC真空管电脑大小差距,只需18000根真空管占据整个房间空间,而只需一枚4004微处理器即可实现相同功能。

8."普爾薩"數字手錶

微處理技術隨後進入日常生活,比如液晶顯示屏與系統晶片技術結合運行的手機電話與數字手錶。一款名為Microma液晶數字手錶成為首個採用這種技術產品之一;而漢米頓(Hamilton)公司推出的普爾薩(Pulsar)則被認為世界上第一個商業化數位時計,其於1970年問市價格達2100美元

集積電路工藝突飛猛進

目前來說,現代製造商(如Intel, AMD等)已能夠將大量高度精細化的小尺寸晶體管聚焦於單一芯片上,這些晶體管数量达到惊人的水平。而且,由於製程改善,每個晶體管現在僅需要原先價格百萬分之一。在一個針尖尖端,就能容納3000万45毫米大小的小巧晶體管。此外,现在单个晶体管价格极低,与1968年的价格相比几乎降低至百万分之一级别。

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