电子信息技术前沿讲座总结报告

姓名：朱寿乔

学号：2011084040017

时光在我们不经意之间飞逝而去，我们的大学生涯转眼间已过去三个年头。在这短暂忙碌而又美好充实的三年中，我们自觉地汲取更多的知识来武装自己的头脑，不论是在课堂上，图书馆里，还是在受益匪浅的专业前沿讲座中。 我印象最深刻的电子与信息技术前沿讲座是在20xx年11月21日下午由我们学院的皮亦鸣教授为我们开展的讲座。皮教授是我们学院雷达探测与成像技术这一领域的大牛，能有幸听到他的报告，我感到十分荣幸。皮教授这次讲座的题目是《导航与定位》。讲座过程中，皮教授主要为我们介绍了导航的相关知识、我国的“北斗”导航卫星以及美国的GPS导航系统，知识新颖，具有前瞻性，开拓了我们的视野。听取了皮教授的讲座，使我对卫星导航定位技术有了初步的认识。卫星导航就是采用导航卫星对陆地、海洋、空中以及空间用户进行导航定位的技术。卫星导航系统由导航卫星、地面基站和用户定位设备三个部分组成。导航卫星是卫星导航系统的空间部分，由多颗导航卫星构成空间导航网。地面基站是跟踪、测量和调整卫星轨道并对卫星搭载设备进行控制管理的控制中心，通常包括跟踪站、遥测站、计算中心、注入站及时间统一系统等部分。用户定位设备通常是由接收机、定时器、数据预处理器、计算机和显示器等组成。它接收来自卫星的微弱信号,从中解调并译出卫星轨道参数和定时信息等,同时测出导航参数，再由计算机算出用户的位置坐标和速度矢量分量。用户定位设备分为船载、机载、车载和单人背负等多种类型。通过皮教授关于导航的介绍，我了解到卫星导航是实现全球连续、实时、高精度导航，降低用户设备价格，建立导航与通信、海空

交通管制、授时、搜索营救、大地测量及气象服务等多用途的综合卫星系统，在未来具有极广阔的应用前景。最后，再次感谢皮教授为我们带来精彩的讲座。

听取专业前沿讲座是我们学习知识和拓宽视野的一种途径，是导师们向我们传授专业知识和经验的一种方式。导师们的讲解思路条理清晰、语言生动有序，道理深入浅出，我们都被深深的吸引。通过聆听这些讲座，我了解到了自己未来的就业方向，让我更有目标的进行学习，我相信自己的未来是精彩的，是有前途与希望的。虽然讲座活动已告一段落，但我不会停止学习探索的脚步，高度的责任感和使命感时刻提醒着我们不断攀岩知识的高峰，努力去实现自己的理想！

第二篇：微电子技术发展前沿讲座

珠海，2008微电子技术的发展From microelectronics to nanoelectronics! 陈 军中山大学理工学院E-mail: stscjun@mail. Tel: 020－841143811 2? 是在半导体材料芯片上采用微加工工艺制造微 型化电子元器件和微型化电路技术 ? 包括 包括：系统电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、测 试以及封装、组装等专门技术? 目前主要产品：硅超大规模集成电路34微机电系统和纳机电系统 (MEMS & NEMS) ? (micro-electro-mechanical systems and nanoelectro-mechanical systems) 微光机电系统和纳光机电系统 (MOEMS & NOEMS) ? （micro-optical-electro-mechanical systems and p y nano-optical-electro-mechanical systems) 显示 ? 大面积微电子技术 真空微电子 ……There are more ! ThComputerIntegrated circuit（IC）Transistor5 61

7891011Mc Caffrey C, et al. Swallowable-Capsule Technology. Pervasive Computing, IEEE 2008;7(1):23-29.122

1314151617183

时间 1948-1958特征 晶体管 SSI/MSI LSI VLSI ULSI GLSI WSI集成度 （每片元件数） 1 10 -101 3重要事件1947 年 12 月， 美国贝尔实验室， 第一个晶体管； 1948 年，肖克莱提出晶体管理论。 1958 年，美国德克萨斯仪器公司，第一个半导体集 成电路。 1968 年，256 位动态随机存储器（DRAM）问世， 集成度突破 1000 大关。 1978 年，富士通，64kDRAM，集成度超过十五万元 件。 1988 年， （兆） DRAM， M 位 亚微米工艺 （4MDRAM 为 0.8μm）。 1998 年，吉位（Gega bits）DRAM，0.12μm。高密度集成? 即在尽可能小的空间，集成尽可能多的元 件和功能 ?小 省 快1958-1968 1968-1978 1978-1988 1988-1998 1998-2008 2008-2018103-105 10 -10 10 -10 10 -108 7 5 7891920First Transistor Bell Labs, 21The 1956 Nobel Prize of Physics was awarded jointly, one third each, to: William Sh kl Willi Shockley, J h John Bardeen and Walter Houser Brattain for their researches on semiconductors and their discovery of the transistor effect.22时间 1948-1958 1958-1968 1968-1978 1978-1988 1988-1998 1998-2008 2008-2018特征 晶体管 SSI/MSI LSI VLSI ULSI GLSI WSI集成度 （每片元件数） 1 10 -101 3重要事件1947 年 12 月， 美国贝尔实验室， 第一个晶体管； 1948 年，肖克莱提出晶体管理论。 1958 年，美国德克萨斯仪器公司，第一个半导体集 成电路。 1968 年，256 位动态随机存储器（DRAM）问世， 集成度突破 1000 大关。 1978 年，富士通，64kDRAM，集成度超过十五万元 件。 1988 年， （兆） DRAM， M 位 亚微米工艺 （4MDRAM 为 0.8μm）。 1998 年，吉位（Gega bits）DRAM，0.12μm。103-105 10 -10 10 -107 5 78108-109First Integrated CircuitTexas Instruments, 1958 23 244

25262000 Nobel Prize of Physics is being awarded with one half jointly to: JACK ST. CLAIR KILBY for his part in the invention of the integrated circuit. and one half to: ZHORES I. ALFEROV, and HERBERT I KROEMER for developing semiconductor heterostructures used in high-speedand opto-electronics Kilby's webpage at Texas Instruments /corp/docs/kilbyctr/ja ckstclair.shtml27Robert N. Noyce Born Dec 12 1927 - Died Jun 3 199028时间 1948-1958 1958-1968 1968-1978 1978-1988 1988-1998 1998-2008 2008-2018特征 晶体管 SSI/MSI LSI VLSI ULSI GLSI WSI集成度 （每片元件数） 1 10 -101 3重要事件1947 年 12 月， 美国贝尔实验室， 第一个晶体管； 1948 年，肖克莱提出晶体管理论。 1958 年，美国德克萨斯仪器公司，第一个半导体集 成电路。 1968 年，256 位动态随机存储器（DRAM）问世， 集成度突破 1000 大关。 1978 年，富士通，64kDRAM，集成度超过十五万元 件。 1988 年， （兆） DRAM， M 位 亚微米工艺 （4MDRAM 为 0.8μm）。 1998 年，吉位（Gega bits）DRAM，0.12μm。103-105 10 -10 10 -10 10 -108 7 5 78929305

Performance doubles with every new chip generation (approximately every 18-24 months) The smallest transistor that can b fabricated on an be f b i t d integrated circuit halves in size every three years --observed by Gordon Moore in 1965./pressroom/ kits/bios/moore.htm31 3220021999Sub-100nm 180 nm Minimum Feature Size 1968 5 μm1999 12”Wafer Size1968 3”33 3435366

Yesterday and TodayIntel 4004-2300 transistors 10 μm1970Intel Pentium IV-5.5x107 transistors 0.18 μm 2000 Intel Core Duo->2x109 transistors 65 nm 200637 38According to Gordon Moore: ? There are an estimated 200 million billion transistors in the world! ? More transistors are manufactured each year than the number of ants in the world! h h b f h ld If automobile manufacturing obeyed Moores law, today, our cars would get 100,000 miles per gallon and cost only 50 cents--of course, they would also be less than 1 mm long!3940－19xx年IBM的Dennard等人提出R H Dennard, et al, Design of ion-implanted MOSFET’s with very small physical dimensions, dimensions IEEE J. Solid State Circuit SC-9 5 256 1974 J Circuit, SC 9, 5, 256, 1974.－CE率(恒电场) －CV率(恒电压)K缩小因子41 427

4344光刻技术 ? 微电子的核心技术，占有重要的地位光学曝光方法仍是目前主导的光刻技术，其分辨 率已经突破0.10μm。 同时，适用于更小尺寸的X-ray和电子束等非光 同时 适用于更小尺寸的X 和电子束等非光 学技术将在未来商品化。其它技术? 薄膜、掺杂、热处理、腐蚀……4546微机电系统（ MEMS & NEMS）(micro-electro-mechanical systems and nano-electro-mechanical systems)微光机电系统MOEMS & NOEMS? （micro-optical-electro-mechanical systems and nano-optical-electromechanical systems) h i l )显示? 大面积微电子技术真空微电子 ……47488

Silicon Micromachined Devices (MEMS/Sensors/Micro-robot)光电集成汽车齿轮Optics system49 50真空微电子Field Emission Nanotip Array热电子枪场发射微电子枪51 5253549

大直径? 目前：Φ300mm (12英寸)的圆片 ? 下一代：圆片尺寸将达到 Φ450mm (18英寸) 。其他硅基材料? SOI（Silicon on Insulator） ? SiGe ? 应力硅（Strained Silicon）300mm的大圆片55 565758园片（wafer）芯片（die） 芯片（ ）596010

61626364Cu Interconnects铜引线 低介电常数材料（引线之间绝缘） 高介电常数材料 化合物半导体材料? GaAs、InP、GaN和SiC等6611

6768(3) 结构设计6970MOS DRAM Cell (1T/1C) 存储电容CS? pn结电容Cpn ? 平板电容Cox存储信号两种状态? “0态－自然稳定态 ? “1””态－非稳态，需 要刷新，刷新周期 2ms71 7212

73747576777813

SourceGateDrainVCNTFET is an alternative to Si-MOSFET79 80硅微电子工业生产技术的发展? 手工作坊 ? 单机自动化 ? 圆片自动化 ? 工厂自动化硅微电路所特有的微尺寸、微缺陷、微含量、微 沾污和微灰尘等“五微”控制提出了更高的要求VCNTFET concept allows 2-dimensional upscaling -> Si free chip?81 82级别每立方英尺（米）空气中 粒径≥0.5μm[≥5μm]尘粒数 ≤1 (35) ≤10 (350) ≤100 (3500) ≤1000 (35000) [≤7] ≤10000 (350000)[≤70]1 10 100 1000 10000838414

Recommended Ultrapure Water Quality for Moderate Density IC Fabrication?Test Residue-ppm TOC(1)-ppb Particulates Liter P ti l t / Lit (2) Bacteria/100 ml Dissolved Si02-ppb Resistivity (4) Attainable 0.1 <20 <500 500 0 <3(3) 18.3 Acceptable <0.3 <50 <1000 1000 <6 <5 17.9 Alert >0.3 >100 >2500 2500 >10 >10 17.5 Critical >0.5 >400 >5000 5000 >50 >40 17.01. Total Oxidizable Carbon 2. In-Line – In-line sample specifications are counted at 100x on a Leitz Metalloplan microscope. All counts are subjective and can only be used as relative values. Different counting methods may be relatively comparable. 3. Detection Limit. 4. "In-Line" resistivity measurement should be 18 megohm 90% of the time with a 17-megohm minimum. ? Balaza Analytical Laboratory85868788http://www-/technology/ multimedia/ 300mm_mov.shtml899015

100 P6 Pentium ? proc 10 8086 286 1 8085 8080 486 386100000 10000Po ower (Watts)Power (Watts)1000 10018KW 5KW 1.5KW 500W Pentium? proc8008 4004286 486 8086 386 10 8085 8080 8008 1 4004 0.10.1 1971 1974 1978 Year 1985 1992 20001971 1974 1978 1985 1992 2000 2004 2008 YearLead Microprocessors power continues to increasePower delivery and dissipation will be prohibitiveCourtesy, Intel91Courtesy, Intel9210000Power Density (W/cm2)1000Rocket Nozzle Nuclear Reactor8086短沟道效应（SCE） DIBL效应与源漏穿通及次开启 热载流子效应（HCE） 栅感应漏极漏电（GIDL） 迁移率的强电场效应和漂移速度饱和100Hot Plate 10 4004 P6 8008 8085 Pentium? proc 386 286 486 8080 11970 1980 1990 Year 2000 2010相关的负效应? 内连线延迟 ? α软失效效应 ? discrete effects ? 参考文献：李志坚等编，ULSI器件电路与系统，科学出版社Power density too high to keep junctions at low tempCourtesy, Intel9394Variability: discrete effectsVariability: discrete effectsPotential distribution Dopant AtomsElectron concentration profile at channel inversion (turn-on) 20 nm MOSFET (2010 ?) 50 Si atoms along the channel 4 nm MOSFET (2020 ?) 10 Si atoms along the channel[Source: Asenov]9550 nm x 50 nm MOSFET simulations[Source: Leblebici]9616

Variability: discrete effectsDramatic fluctuation of the threshold voltage even with the same number of dopant atoms !VT = 0.49 VVT = 0.65 VVT = 0.85 VThree different potential distributions and corresponding channel current fluctuations with random dopant atom positions 50 nm x 50 nm MOSFET simulationsΔV more than 50%[Source: Leblebici]97170 dopant atoms in the channel980.1μm??99 10010110217

103104105106Initiated at the year of 2000 Establish the abilities to manipulate the the matter at the molecular and atomic level……. . level Nanotechnology refers to any application of science that deals with elements with size between 100 nm and a tenth of a a nanometer in size10710818

10 9110Basic concept of single electron control11111211311419

K Yano, et al, Single-electron memory for giga-to-tera bit storage, Proceedings of the IEEE , 87(4) , 633(1999)115SEM image of the fabricated inverter device in MWNTs. The crosses x indicate the tunnel barrier formed by Ar-beam irradiation.Equivalent circuit of the CMOS-type singleelectron inverter.116G ZORPETTE, IEEE spectrum, p30, Dec 2001117 118SpintronicsOne of the most fundamental spintronic devices, the magnetic tunnel junction,is just two layers of ferromagnetic material [light blue] separated by a nonmagnetic barrier [darker blue]. In the top illustration, when the spin orientation of the electrons in the two ferromagnetic layers are the same, a voltage is quite likely to pressure the electrons to tunnel through the barrier,resulting in high current flow. But flipping the spins in one of the two layers, so that the two layers have oppositely aligned spins, restricts the flow of current.11912020

121122什么是微电子技术 发展历史 技术发展? 微加工、材料、结构设计、大生产技术微（纳）电子技术由理论、工艺、材料、设计和生 产五大基础组成。 “高密度集成”的主线仍将继续 新材料的应用和新型器件的出现将克服硅集成电路 的极限，从而使纳电子技术不断向前发展硅集成电路的极限 纳电子器件123124/chen_jun_zsu/ Meikei Leong et al, Silicon device scaling to the sub-10-nm regime, Science, vol.306, p p2057, 2004. , P. Avouris, et al, Carbon-based electronics, Nature Nanotechnology, vol. 2, p605, October 2007.IC生产 IC设计12512621

0.13μm 55 nm80 nm127128中国半导体行业协会数据显示，截止20xx年底中国IC设计公司的总数量约为479家左右129130Rank 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Source :FSACompany 高通 (Qualcomm) 博通 (Broadcom) nVidia Corporation 新帝(SanDisk) ATI 安华高科技 （Avago Technologies） Marvell 赛灵思（Xilinx） 联发科（ MediaTek） Altera20xx年营收（单位：美元） 35 亿 27 亿 24 亿 23 亿 22 亿 18 亿 17 亿 16 亿 14 亿 11 亿1. 英特尔,营收额313.59亿美元 2. 三星,营收额192.07亿美元 3. TI,营收额128.32亿美元 4. 东芝,营收额101.66亿美元 5. 意法半导体,营收99.31亿美元 6. 瑞萨科技,营收82.21亿美元 7. AMD,营收额74.71亿美元 营收额 亿美 8. HYNIX,营收额73.65亿美元 9. NXP,营收额62.21亿美元 10.飞思卡尔,营收额60.59亿美元 11. NEC,营收额56.96亿美元 12. 奇梦达,营收额55.49亿美元 13. 美光,营收额52.90亿美元14. 英飞凌,营收额51.95亿美元 15. 索尼,营收额48.75亿美元 16. 高通,营收额44.66亿美元 17. 松下,营收额41.24亿美元 18. 博通,营收额36.57亿美元 18 博通 营收额36 57亿美元 19. 夏普,营收额34.76亿美元 20. ELPIDA,营收额33.54亿美元 21. IBM微电子,营收额31.51亿美元 22. ROHM,营收额29.64亿美元 23. SPANSION,营收额26.17亿美元 24. ADI,营收额25.99亿美元 25. NVIDIA,营收额24.75亿美元13 113222