现代信息技术起源于集成电路

第三节　现代信息技术起源于集成电路

20世纪中期，人们发现了一种新材料——半导体，单方向导电、反方向则电阻极大，从而使巴丁实验室的专家们立刻联想到，用它来取代电子三极管中的电极之间的空间间隙，可以大幅度缩小原来三极管的体积。

显然，这种半导体晶体三极管的发明是材料移置或功能模拟。但是，人们的创造性思维并不仅限于此，还要继续向前发展，于是又设想进一步去缩小三极管的占用空间，这就产生了集成电路。从集成电路出现到今天有30余年历史，集成度在不断提高，但从创造性思维角度来看，这仅仅是个量变过程，不是质变。

微电子技术是微小型电子元器件和电路的研制和生产的技术领域，目的是实现电子系统的功能。在这个领域中最主要的就是集成电路技术。微电子技术是随着集成电路技术，特别是大规模集成电路技术的发展而发展起来的一门新兴技术。

它与传统的电子技术的差别在于，它不仅使电子设备和系统的微型化成为可能，更重要的是它引起了电子设备和电子系统的设计、工艺、封装的巨大变革。所有的传统元器件，如晶体管、电阻、连线等，都将在硅基片内以整体的形式互相连接；设计的出发点不再是单个元器件，而是整个系统或设备。

微电子技术的发展可以追溯到晶体管的出现。1947年，美国电话公司的贝尔实验室的三位科学家巴丁、布赖顿、肖克莱制成第一支晶体管，开始了以它代替电子管的时代，这是集成电路出台的序幕。经过10年的发展，1958年出现了第一块集成电路。(www.xing528.com)

微电子技术研究重点是集成电路。它以半导体晶体材料为基片，采用专门技术将组成电路的元器件和互连线集成在基片内部、表面的微电路。微电路是一种结构上比最紧凑的分立元件电路小几个数量级的微结构电路。标志集成电路水平的指标之一是集成度。一般将集成100个以下的集成电路称小规模集成电路，集成100—1000个晶体管称中规模集成电路，超过1000个的称大规模集成电路。80年代以来，集成度越来越高，芯片上可集成10万个以上元件，称超大规模集成电路，90年代已突破百万大关。

微电子技术的创造性思维主要表现于多学科技术和工艺的互相移植，协同作业的运用达到了空前的高峰。这里的专家需要多元化的知识结构，即杂家型知识结构有了用武之地。如果说分立元件的宏观电路主要采用机械手段连结；那么，集成电路就利用了化学技术、物理技术、激光技术等，从微观上着眼进行切割和焊接，称为光刻，以光为焊枪，甚至有可能达到分子水平上的焊接技术。

生产集成电路的原料是硅、铝、水、某些化合物和一些普通气体。这些材料都不昂贵，但是，制造集成电路的过程却相当复杂，对所用的设备要求很高，所以建立集成电路的产业与投资是相当巨大的，而芯片价格的下降，只有依靠现代化的大批量生产才能达到。

在硅片上制造微电路是成批地制造，在微小的面积上造出晶体管、电阻、电容而且还要连成电路已属不易，而在一定面积的硅片上制造出性能一致的芯片更加困难。集成电路的生产大多是从硅片制备开始的，对生产厂房的温度、湿度、空气清洁度都有很高的要求，这种超净车间的基本建设投资也远高于其他厂房。