中国绅学我术大学 University of Science and Technology of China 第1章VLSI概论 本章目录 1.1全世界半导体市场 1.2集成电路发展史 1.3摩尔定律Moore'sLaw) 1.4集成电路的分类 1.5数字集成电路设计的挑战 1.6集成电路设计方法 2018-9-5 第1章VLSI概论 §1.1全世界半导体市场 200 150 (ssn Jo suolll!g) 100 6 04 1982 1984 19861988 1990 19921994 1996199820002002 Year FG 1.1 Size of worldwide semiconductor market Source:Semiconductor Industry Association 资料来源：美国半导体行业协会 2018-9-5 第1章VLSI概论 8
2018-9-5 第1章 VLSI概论 7 第 1 章 VLSI概论 本章目录 1.1 全世界半导体市场 1.2 集成电路发展史 1.3 摩尔定律(Moore’s Law) 1.4 集成电路的分类 1.5 数字集成电路设计的挑战 1.6 集成电路设计方法 2018-9-5 第1章 VLSI概论 8 §1.1 全世界半导体市场 资料来源：美国半导体行业协会
§1.1全世界半导体市场 2004年半导体产品类型比例 Discrete Compound 16.0% 14% Analog 本课程 MOS 9.5% 学习任务 Bipolar 7.7% Total Logic Semicon- Integrated 33.5%of ductor Circuits MOS Market 84%of MOS Digital 90.9%of the $212.9B the Total Integrated Digital Micro. Market Circuit 90.5%of 34.3%of Market MOS MOS Digital Memory 32.2%0f MOS Digital 2018-9-5 第1章VLSI概论 §1.1全世界半导体市场 集成电路产业发展现状 。 计算机和通信是信息社会的两大支柱，集成电路设计是计 算机和通信的核心技术。以集成电路为核心的电子信息产 业已成为世界第一大产业。 目前，发达国家国民经济总产值增长部分的65%与集成电 路相关。世界范围内集成电路销售额以年平均15%的速度 增长，2010年达到6000亿美元。 现代经济发展的数据表明，每2元的集成电路产值，带 动了10元左右电子工业产值的形成，进而带动了100元 GDP的增长。 如果以单位质量的“钢”对国民生产总值的贡献为1来计 算，则小轿车为5，彩电为30，计算机为1000，而集成电 路则高达2000。 2018-9-5 第1章VLSI概论 10
2018-9-5 第1章 VLSI概论 9 2004年半导体产品类型比例 §1.1 全世界半导体市场 本课程 学习任务 2018-9-5 第1章 VLSI概论 10 集成电路产业发展现状 • 计算机和通信是信息社会的两大支柱，集成电路设计是计 算机和通信的核心技术。以集成电路为核心的电子信息产 业已成为世界第一大产业。 • 目前，发达国家国民经济总产值增长部分的65%与集成电 路相关。世界范围内集成电路销售额以年平均15%的速度 增长，2010年达到6000亿美元。 • 现代经济发展的数据表明，每l~2元的集成电路产值，带 动了10元左右电子工业产值的形成，进而带动了100元 GDP的增长。 • 如果以单位质量的“钢”对国民生产总值的贡献为1来计 算，则小轿车为5，彩电为30，计算机为1000，而集成电 路则高达2000。 §1.1 全世界半导体市场
§1.2集成电路发展史 最早的“计算器”一算盘 2018-9-5 第1章VLSI概论 §1.2集成电路发展史 ·第一个自动计算器(1832年) 90 The Babbage Difference Engine (1832) 25,000 parts c0st:￡17,470 2018-9-5 第1章VLSI概论 12
2018-9-5 第1章 VLSI概论 11 最早的“计算器” ——算盘 §1.2 集成电路发展史 2018-9-5 第1章 VLSI概论 12 • 第一个自动计算器（1832年） The Babbage Difference Engine (1832) 25,000 parts cost: £17,470 §1.2 集成电路发展史
§1.2集成电路发展史 1904年：英国电气工程师Fleming发明真空二极管，标志着世界 从此进入了电子时代。 1906年：美国人Lee De Forest发明真空三极管，为电子计算机 的发展奠定了基础。 ·ENIAC-第一台电子计算机(1946年) 诞生于美国宾夕法尼亚大学， 18000电子管，6000继电器， 7000个电阻，10000个电容， 重30吨，30米长，功率 174KW。时钟频率100KHz, 平均正常工作时间2.5小时。 2018-9-5 第1章VLSI概论 §1.2集成电路发展史 1940年贝尔实验室Russel发明PN结 。 l947年底贝尔实验室John Bardeeni和Walter Brattain发明 点接触晶体管(point contact transistor) 2018-9-5 第1章VLSI概论 14
2018-9-5 第1章 VLSI概论 13 诞生于美国宾夕法尼亚大学， 18000电子管，6000继电器， 7000个电阻，10000个电容， 重30吨，30米长，功率 174KW。时钟频率100KHz， 平均正常工作时间2.5小时。 §1.2 集成电路发展史 •1904年：英国电气工程师Fleming发明真空二极管，标志着世界 从此进入了电子时代。 •1906年：美国人Lee De Forest 发明真空三极管，为电子计算机 的发展奠定了基础。 •ENIAC – 第一台电子计算机 (1946年) 2018-9-5 第1章 VLSI概论 14 • 1940年贝尔实验室Russel发明PN结 • 1947年底贝尔实验室John Bardeen和 Walter Brattain 发明 点接触晶体管（ point contact transistor） §1.2 集成电路发展史
§1.2集成电路发展史 1951年贝尔实验室William Shockley发明了更实用的结 型晶体管（junction transistor),不久用于电话 上。 1956年，Villiam Shockley, John Bardeen和Walter Brattain获得Nobel物理奖。 2018-9-5 第1章VLSI概论 §1.2集成电路发展史 1958年.发明集成电路 集成电路：采用一定的制造工艺，把整个电路的元器件制作在同 一块半导体基片上，构成特定功能的电子电路。 1958年9月，Texas Instruments(简称TI)公司Jack Kilby用 5个集成元件做出了简单振荡器，1959年2月申请专利。 2018-9-5 第1章VLSI概论 16
2018-9-5 第1章 VLSI概论 15 • 1951年贝尔实验室William Shockley 发明了更实用的结 型晶体管（junction transistor），不久用于电话 上。 • 1956年，William Shockley ， John Bardeen和Walter Brattain 获得Nobel物理奖。 §1.2 集成电路发展史 2018-9-5 第1章 VLSI概论 16 • 1958年 - 发明集成电路 集成电路：采用一定的制造工艺，把整个电路的元器件制作在同 一块半导体基片上，构成特定功能的电子电路。 1958年9月, Texas Instruments（简称TI）公司Jack Kilby用 5个集成元件做出了简单振荡器, 1959年2月申请专利。 §1.2 集成电路发展史