原创 硅数字集成电路特点及需求

  1.1概述

  定义与分类

  硅数字集成电路是指以硅为衬底制作的、以二进制数字信号处理为主要对象的集成电路。它用于完成各类二进制数据的存储、运算、处理和传输等功能，是集成电路发展中的先导和主流技术。

  “九五”以来，特别是“十五”和“十一五”期间，我国硅数字集成电路的发展十分迅速，设计和生产能力显著提高，产品种类、性能和数量连续翻了几番，已厂泛应用于计算机、网络、通信设备、仪器仪表、生产自动

化等高科技，人类生活特别是指挥、通信、航空、航天、舰艇等现代军事装备电子系统的诸多领域，形成了“硅天下”。

 

  通常，硅数字集成电路的分类如图1.1.1所示。

 

  1.1.2发展过程

  国际上第一块硅数字集成电路诞生于1958年，20世纪60年代获得普及和发展，70年代进人了大规模集成和微处理器时代。80年代和90年代随着半导体工艺日臻成熟和计算机辅助设计技术的突破，硅数字集成电路，特别是专用集成电路得到了飞速发展。希望在单芯片上集成数字电路和模拟电路以致更多功能的趋势，一直是集成电路发展的重要驱动力。进人21世纪以来，这一发展趋势已变为现实，整机系统和集成电路设计进一步融为一体，片上系统(System on Chip,Soc)芯片的时代已经来临。目前，硅数字集成电路中，一块芯片上集成几亿个到数十亿个元件，特征尺寸45nm～90nm的64Gb的动态随机存取存储器业已实现，64位多核微处理器已广泛应用，各种专用集成电路到了千万门以上。

 

  我国硅数字集成电路于20世纪60年代中期起步，经过艰难的70年代，于80年代初研制出了国产微型计算机及其全套系列电路。产业化是从80年代后期开始的“七五”、“八五”和“九五”期间，国家集中投资形成了几家具有较高水平新产品研发能力和产业化生产能力的支柱型集成电路厂家和工业集团“九五”末和“十五”期间，我国集成电路产业受到前所未有的重视，军用微电子发展也进入了新的历史时期，众多的军用和民用硅数字集成电路产品涌现出来，较好地满足了武器装备和民用设备的大量需求。

 

 

  1.1.3特点和需求

 

  硅数字集成电路发展的一个重要因素就是为了满足武器装备现代化的强列需求、军用硅数字集成电路除了有民用数字集成电路的共同要求外，还有以下特点：

 

  (1)多品种，小批量。军用装备不可能像民用消费类电路到S样大批量生产，尤其是在和平时期然而各类硅数字集成电路品种数量巨大，已达数万种。

 

  (2)高可靠性。在各类恶劣环境下都能稳定、正常和全温区(-55艺-+125。C)工作，甚至要求耐受更加严酷的外部应力，尤其对航天和核战争等核辐射环境下则要求la数字集成电路具有抗辐射工作能力目前，我国军用整机对硅数字集成电路的需求一直在上升，主要表现为两类电路一类是国外禁运、断档的替代进口电路另一类是为整机小型化、微型化进行二次集成或正向设计的专用集成电路。