后摩尔时代的微电子研究前沿与发展趋势

集成电路是信息社会的基石,当前集成电路的发展仅靠缩小器件尺寸已经难以为继,未来格局将由后摩尔时代新器件技术决定,其基础研究正面临着新材料、新结构、新原理等诸多挑战。基于国家自然科学基金委员会第231期双清论坛会议成果,本综述围绕超越摩尔定律微电子发展路径中的核心问题,总结了国内外集成电路领域近年来取得的主要研究进展,探讨了以能效、功耗、复杂度、容错度为牵引的后摩尔时代微电子前沿研究方向,分析了我国在该领域亟需关注和解决的重要基础科学问题。     

摩尔定律的思想潜力和极限

集成电路是电子信息产业的核心,在其发展过程中,摩尔定律起到了预言和导向的作用,所以,摩尔定律的思想潜力和应用极限不仅关系到信息产业的前景,也关系到目前人类技术思想的前沿趋向和社会经济形态的进化与转型。本文结合科学方法论关于在两极中保持张力的准则,分别阐述并预测了摩尔定律在电脑、语言辨识、光纤设备和光器件中的应用以及促使摩尔定律达到极限的几个技术思想方面的问题。     

集成电路产业形态的演变和发展机遇

虽然集成电路自诞生以来,集成电路产业一直沿着摩尔定律这一被IT业奉为圭臬的定律发展至今,但随着物理极限的临近和集成电路产业的演化,未来集成电路产业发展将会出现新的变化和机遇.本文通过对世界集成电路产业地域形态、技术形态、产业形态和商业形态的分析,提出我国集成电路产业的发展应遵循“产业形态整合-技术形态升级-商业形态创新”三个阶段,逐步实现产业整体能力的飞跃.     

用计算支撑器件走向纳米尺度极限——记北京大学微纳电子学研究院教授杜刚

正在集成电路技术尺寸缩小逐渐逼近物理极限的今天,半导体器件模拟技术已经成为新器件、新结构、新技术研发中不可或缺的一环。对于纳米尺度半导体器件,量子效应、非稳态载流子输运等物理量效应的影响,使得分析器件特性优化器件结构离不开理论计算结果的指导;另一方面随着器件结构的日趋复杂,设计难度不断加大,在半导体集成电路产业设备异常昂贵的今天,以流片试验的方式去验证设计成果,必然会导致人力、物力的巨大损耗。计算机运算     

砷化镓集成电路基础技术研究

砷化镓集成电路(GaAsIC)是微电子发展的重人新领域。本文将介绍其特点、主要方向和用途。重点介绍砷化镓集成技术基础研究对发展我国GaAsIC的重大意义。国家自然科学基金委员会安排“砷化镓集成电路基础技术研究”重大项目,其目的是研究国际上正在发展的第二代砷化镓集成技术——难熔栅全离子注入集成技术,为发展砷化镓超高速集成电路微波单片集成电路打下牢固的基础。     

硅微电子技术物理极限对策探讨

根据国际半导体技术蓝图(ITRS)发布的未来半导体工艺技术预测,2016年世界集成电路主流工艺线宽为22纳米,2022年达到10纳米。届时,以硅为基础的微电子技术发展所遵循的摩尔定律将不再适用;为此,必须发展基于全新原理的新技术,以满足人类不断增长的对信息量的需求。本文首先介绍硅材料国内、外的发展现状与趋势,进而讨论后摩尔时代的微电子技术发展可能采取的对策,最后展望基于全新原理的纳米电子、分子电子、光计算和量子信息技术的发展前景。     

集成电路数字化制造下质量控制难点研究

对集成电路产品正在实现数字化生产的现状作了进一步阐述,通过对比集成电路传统工艺和数字化生产工艺的区别,研究提出集成电路数字化制造的内涵与特点。随着数字化制造不断发展,传统质量控制手段也面临新的需求和挑战,对集成电路数字化制造过程质量控制难点一并作了分析与梳理。     

以平面工艺为核心的集成方法

在高新技术的发明中，一种以平面工艺为核心的集成方法已成为一种重要的创造方法和思路。其中最先应用的集成电路最成功，从１９５９年美国仙童公司的诺伊斯（Noyce）发明第一块集成电路的４０多年以来，硅集成电路（IC）的集成度每一年半翻一番；每三年，工艺线宽度缩小３０％，运算速度提高１．５倍，即按照摩尔定律速度飞速发展。目前一片动态随机存储器（DRAM）芯片上的电子元器件数已达十亿个（即集成度达１０９），工艺特征线宽已缩小到０．１３微米。集成电路技术使诺伊斯和发明晶体管的基尔比（Kilby）一起荣获２０００年诺贝尔…     

高水平科技自立自强下我国集成电路人才培养“痛点”与对策

构建新发展格局最本质的特征是实现高水平科技自立自强。集成电路产业作为新发展格局下实现高水平科技自立自强的重要支柱,正面临严峻的“卡脖子”问题。中国“缺芯”之痛本质上始于人才之痛,产业总体层面发展不均等结构性问题导致人才聚集扩散效应更加难以有效形成。实现产业高水平自立自强要坚持需求导向和问题导向:不仅要关注集成电路核心技术创新,更要关注集成电路的人才供给体系。文章从我国集成电路人才培养阶段、流通阶段和结构性问题等维度,系统性剖析新形势下我国集成电路行业人才培养与发展体系的痛点,并提出形成分层次、多梯队和“需求—供给—流通”环节横纵协同的新型集成电路人才培养体系理论模型,为构建面向高水平科技自立自强的分层次、多梯队、应用性复合型集成电路人才培养发展体系提供决策参考。     

集成电路的基本常识

随着电子技术的迅速发展,集成电路的应用也越来越广。在集成电路使用前,工程技术人员首先应对该集成电路的类型、参数、结构、外形及封装等进行全面了解,才能充分发挥该集成电路的用途及功效。所以本文主要针对集成电路的基本常识做出相关的总结及分析。     

展望新的一代计算机

自第一台电子计算机问世以来已经经历了四代的发展了,即电子管时代(1946～1954)、晶体管时代(1955～1964)、中小规模集成电路时代(1965～1974)和大规模集成电路时代(1975～现在),现在正在进入超大规模集成电路时代。计算机技术成为现代科学技术的生力军,可以说没有它也就没有现代科学技     

二维材料：从基础到应用

信息社会的飞速发展对信息存储、加工、传输能力提出了与日俱增的迫切需求。随着“摩尔定律”逐渐逼近极限,半导体工业急需寻求新的解决方案。二维材料因为原子级厚度的尺寸特点,表面无悬挂键的结构优势加上极大比表面积导致的对电、光等调控手段的敏感性被认为是“后摩尔定律”时代半导体工业新的突破口。松山湖材料实验室引进一批国内外顶级科学家,组建二维材料团队,以基础科研为根基,以工程应用为导向,重点攻关其中关键问题。其目标在于取得有世界级重大影响力的科研成果,布局我国二维材料产业。     

集成电路先进封装产业链协同创新发展论坛举行

<正>11月22日,国家集成电路封测产业链技术创新战略联盟在无锡新湖铂尔曼酒店举办"集成电路先进封装产业链协同创新发展论坛",庆祝国家集成电路封测产业链技术创新战略联盟成立10周年。国家科技部重大专项司副巡视员、02重大专项实施管理办公室副主任邱钢,国家集成电路产业发展咨询委员会副主任、电子信息领域国家科技重大     

是时候给电脑换个思路了

正电脑发展遇到瓶颈如果你是个电脑迷,将会发现一个有趣的现象,无论电脑怎么变,速度变快也好,身材变苗条也好,自从第一台电脑被制造出来,依旧换汤不换药,它的构造基本上70年从来没有变过。不过,这一条电脑打造黄金定律马上就要遇到挑战,根据摩尔定律的预测,电脑必须变革了。摩尔预言,集成电路芯片上所集成的电路的数目,每隔18个月就翻一番。自从1960年以来,这条理论一直被证明是正确的,但过去的     

利用Multisim软件优化电子电路设计性实验的研究

随着新器件、新技术的发展,电子电路的形式趋向多样化,要分析和设计复杂的电子电路,传统的以手工估算和搭接电路实验为基础的设计电路方法,已不能适应电子技术、集成电路的发展.实验教学作为高等职业教育结构中一个重要组成部分,对学生工程实践能力的培养具有非常重要的作用.     

EDA技术发展与应用

进入21世纪以来,人类全面进入了信息产业主导的知识经济时代,信息领域正在发生一场巨大的变革,其先导力量和决定性因素正是微电子集成电路。由于微电子技术的高速发展,由IC芯片构成的数字电子系统朝着规模大、体积小、速度快的方向飞速发展,而且发展速度越来越快。随着电子工程与计算机科学的迅猛发展,电子器件在最近几十年经历了从小规模集成电路（SSI）、中规模集成电路（MSI）到大规模集成电路（LSI）以至超大规模集成电路（VLSI）的发展历程。设计方法也发生了转变,由原来的手工设计到现在的电子设计自动化（EDA）设计,它正广泛应用在现代数字系统设计中。集成电路发展经历了电路集成、功能集成、技术集戍,直至今天基于计算机软硬件的知识集成,这标志着传统电子系统已全面进入现代电子系统阶段,这也被誉为进入3G时代,即单片集成度达到1G个晶体菅、器件工作速度达到1GHz、数据传输速率达到1Gbps,     

魔术般神奇的“摩尔定律”

电脑行业有一条广为流传、却又众说纷纭的所谓“摩尔定律”。想知道是怎么回事吗?说起来还真是话长。“摩尔定律”的表述到底什么是“摩尔定律”?我们从当今媒体上可以看到一些既相似、又不完全相同的说法。归纳     

“非主流”计算机大盘点

正1936年,英国数学家阿兰·图灵提出"图灵机"的构想,为现代人工智能奠定了基础;到了1946年,美籍匈牙利数学家冯·诺依曼确定了计算机的体系结构,一直沿用至今。阿兰·图灵和冯·诺依曼因为上述贡献被誉为"计算机之父"。经过60多年的发展,电脑技术一日千里,摩尔定律驱使着芯片不断更新换代,大规模集成电路的蚀刻尺寸已经接近极限,在不远的将来,传统计算机技术必定会撞到天花板。在危机来临之前,科学家们也在想方设法另辟蹊径,从不同的层面研发全新的计算机技术,以期获得突破,     

浅析涉及集成电路芯片的产品权利要求的撰写

在控制领域,随着集成电路技术的发展,越来越多的发明以计算机程序处理流程为基础,通过集成电路芯片执行按上述处理流程编制的计算机程序,并经接口对外部装置或数据进行控制和处理。专利申请人撰写这类申请的权利要求时,在相应的产品权利要求中往往会加入有关集成电路芯片的特征,而集成电路芯片通常都具有控制功能,但不同型号的芯片之间,芯片的结构、接口、连接关系以及输     

基于政策工具视角的中国集成电路创新政策演化研究

集成电路创新水平对于我国未来科技发展、国民经济和国家安全有着重要的影响,而集成电路创新政策则是推动我国集成电路创新能力的指挥棒。本文基于我国在1987—2020年间所出台的123份国家级集成电路的政策文件,利用内容分析法和政策工具理论对政策文本内容进行编码和内容分析,研究得到政策数量不断增加、结构不断完善的演化趋势,其中具体政策工具的使用以环境面政策为主;发现目标规划政策对政策整体数量和结构有着决定性影响。最后,本文以加强市场管理和加大自主创新两个方面从政策工具角度为我国未来集成电路产业创新政策的设计提供了方向和建议。