集成电路技术的成熟及其产业化,为改变人类 文明进程做出了巨大贡献。在我们的生活中, 到处是“电子”:电子信箱、电子计算机、电子 商务、电子游戏、电子对抗、电子侦察机、电 子手套、电子靴。离开了微电子,我们难以想 象人类社会将成为什么样子 ·但是,随着微电子技术研究的不断深入,该技 术的发展和应用遇到了难以逾越的障碍:摩尔 G∴ Moore)定律!事实证明了摩尔定律的准确 性,但也同时显现出集成电路技术趋于物理极 限
11 • 集成电路技术的成熟及其产业化，为改变人类 文明进程做出了巨大贡献。在我们的生活中， 到处是“电子”：电子信箱、电子计算机、电子 商务、电子游戏、电子对抗、电子侦察机、电 子手套、电子靴。离开了微电子，我们难以想 象人类社会将成为什么样子。 • 但是，随着微电子技术研究的不断深入，该技 术的发展和应用遇到了难以逾越的障碍：摩尔 (G·Moore)定律！事实证明了摩尔定律的准确 性，但也同时显现出集成电路技术趋于物理极 限
Todays transistors in the nano-era Transistor-scaling Moores law 10 1.10 Oum 2.0um 1.5um 808610m 8um feature 1.1060 5um 486 sIze 35um gate 25um lengths Bum 0.1 1109 P 50nm nanotechnology 0.01 1.1012 197019801990200020102020 source: INTE
12 Todays transistors in the transistors in the nano-era cheaper faster more
年份特征尺寸头发丝截面尺寸上的奇迹 1970年10um 相当于在一根头发丝的截 面上能集成5个晶体管 1985年1um 相当于一根头发丝截面上 能集成500个晶体管 2000年0.1m 相当于一根头发丝截面上 能集成50000个晶体管 2010年0.05um 相当于一根头发丝截面上 能集成3,00000个晶体管 表 13
13 年份 特征尺寸 头发丝截面尺寸上的奇迹 1970年 10μm 相当于在一根头发丝的截 面上能集成5个晶体管 1985年 1μm 相当于一根头发丝截面上 能集成500个晶体管 2000年 0.1μm 相当于一根头发丝截面上 能集成50000个晶体管 2010年 0.05μm 相当于一根头发丝截面上 能集成3,000,000个晶体管 表一
例如,数字集成电路的集成度(即同一芯 片上所集成的晶体管数),在60-80年代 约12个月翻一番,80年代至今约18个月翻 番,以后估计是24个月翻一番,预计 2010~2015年内将达物理极限,即器件的 特征尺寸减少至0.05微米(50纳米),这 相当于器件所占面积为400×400个原子 此时器件的造价将极昂贵,非常不经济 于是,替代性的技术--光子集成(PIC" 便应运而生。 14
14 • 例如，数字集成电路的集成度（即同一芯 片上所集成的晶体管数），在60-80年代 约12个月翻一番，80年代至今约18个月翻 一番，以后估计是24个月翻一番，预计 2010~2015年内将达物理极限，即器件的 特征尺寸减少至0.05微米（50纳米），这 相当于器件所占面积为400×400个原子， 此时器件的造价将极昂贵，非常不经济。 • 于是，替代性的技术----"光子集成(PIC)" 便应运而生