半导体发展历史及其未来发展趋势
很快,在1839年,贝克勒发现半导体和电解质接触形成的结在光照下会产生电压,这就是后来人们所说的光伏效应,这是所发现的半导体的第二个特性。
在1874中,布劳恩观察到某些硫化物的电导与所加电场的方向有关,即其导电性是有方向性的,在其两端加一个直流电压就导电;电压极性反了就不导电,这是半导体的整流效应,也是半导体特有的第三个特性。同年,舒斯特发现了铜和氧化铜的整流效应。
1873年,英国的Smith发现了硒晶体材料在光照下电导增大的光电导效应,这是半导体的另一个独特性质。虽然半导体的这四种效应在1880之前就被发现了,但是半导体这个术语最早是由Kauniberg和Weiss在大约1911。总结半导体的这四个特性,贝尔实验室直到6月1947+2月才完成。
很多人会问,为什么半导体要这么多年才被认可?主要原因是当时的材料不纯。没有好的材料,很多和材料有关的问题很难解释清楚。
半导体在室温下的电导率约为10ˉ10 ~ 10000/ω·cm,纯半导体的电导率随温度升高呈指数增长。半导体材料种类繁多,按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体。除了上述晶体半导体,还有非晶有机半导体和本征半导体。
1982年江苏无锡江南无线电设备厂(742厂)集成电路生产线竣工验收投产。这是一条从日本东芝公司完全进口彩色和黑白电视集成电路的芯片生产线,不仅有封装,还有3英寸全新的工艺设备。既介绍了设备、净化车间、动力设备等“硬件”,也介绍了制造技术等“软件”。这是中国第一次从国外引进集成电路技术。第一期742厂投资2.7亿元人民币(6600万美元),建设目标是每月投资1万片3英寸硅片,年产2648万片IC产品,为双极消费线性电路,包括电视电路和音频电路。到1984,产量达到3000万件,成为国内最大的技术先进、工业化生产的专业化工厂。1982 10为了加强我国计算机和大规模集成电路的领导地位,国务院成立了以万里副总理为首的“电子计算机和大规模集成电路领导小组”,制定了我国集成电路发展规划,提出半导体工业在“六五”期间要进行技术改造。1983年,针对当时多头引进、重复布局的情况,国务院大规模集成电路领导小组提出了“控散治乱”的发展战略,集成电路要“建立南北两基地一点”。南方基地主要指沪苏浙,北方基地主要指京津沈,一点指Xi安,主要是空间配套。
1986,电子工业部厦门集成电路发展战略研讨会提出了七五期间我国集成电路技术“531”的发展战略,即普及5微米技术,发展3微米技术,攻关1微米技术的科技攻关。1988、871工厂绍兴分公司更名为华月微电子股份有限公司1988、在技术引进项目和新厂房的基础上,成立中外合资公司上海贝岭微电子制造有限公司。1988年,在上海元件五厂、上海七厂、上海十九厂共同承担的技术引进项目基础上,成立中外合资公司上海飞利浦半导体公司(现上海先进)。1989年2月,机电部在无锡召开集成电路八五发展战略研讨会,提出了“加快基地建设,形成规模化生产,重视专用电路发展,加强科研和配套条件,振兴集成电路产业”的发展战略。8月8日,1989,742厂与永川半导体研究院无锡分院合并组建中国华晶电子集团公司。
1990 10在北京,国家计委和机电部联合召开有关领导和专家参加的座谈会,并报党中央,决定实施908工程。1991年,首钢NEC电子有限公司由首都钢铁公司和日本NEC公司合资成立。从65438到0995,电子部提出了集成电路九五发展战略:以市场为导向,以CAD为突破口,产学研用矿结合,开展国际合作,加强投资,加强重点项目建设和技术创新能力,促进集成电路产业进入良性循环。1995 10在北京,电子工业部、国家外国专家局联合召开海内外专家座谈会,为加快我国集成电路产业发展建言献策。165438+10月,电子部向国务院作了专题汇报,决定实施909工程。1997年7月17日,上海华虹集团与日本NEC公司合资的上海华虹NEC电子有限公司成立,总投资12亿美元,注册资本7亿美元。华虹NEC主要承担了VLSI芯片生产线的“909”工程建设。1998 65438+10月,华晶与尚华签约生产MOS晶圆,合同有效期四年。华晶芯片生产线开始承接尚华公司的加工业务。1998 65438+10月18,“908”主体工程华景项目通过对外合同验收。这条从朗讯科技公司引进的0.9微米生产线,拥有每月6000片6英寸晶圆的生产能力。1998 65438+10月,中国华大集成电路设计中心向国内外用户推出熊猫2000系统,这是我国自主研发的一套EDA系统,可满足亚微米和深亚微米工艺的需求,处理规模百万门,支持高层次设计。1998年2月,韶光与李群在长沙签署LSI合资项目,投资2.4亿元。合资企业将建设大规模集成电路(LSI)微封装,形成5200万集成电路封装测试的生产能力。1998年2月28日,中国首条8英寸硅单晶抛光片生产线建成投产。本项目在北京有色金属研究院半导体材料国家工程研究中心进行。1998 3月16日,北京华虹集成电路设计有限公司与日本NEC株式会社在北京长城饭店举行了北京华虹NEC集成电路设计公司合资合同签约仪式。新成立的合资公司设计产能约为每年200个IC品种,每年为华虹NEC生产线提供2万片8英寸硅片的加工订单。1998年4月,集成电路“908”工程9个产品设计开发中心通过验收并授牌。这9个设计中心分别是信息产业部电子第十五研究所、信息产业部电子第五研究所、上海集成电路设计公司、深圳先科设计中心、杭州东方设计中心、广东专用电路设计中心、兵器214研究所、北京机械工业自动化与航天工业学院7765438+。这些设计中心是与华晶六英寸生产线项目一起建设的。1998年6月,华虹NEC 909项目二期开工。1998 6月12日,深港VLSI项目一期——后工艺生产线及设计中心在深圳赛易发微电子有限公司正式投产,集成电路封装测试年生产能力由原设计的318万片提升至目前的7.3亿片,并将扩大至100亿片的水平。1998 10,从华月集成电路引进的日本富士通设备和技术的生产线开始接受试生产,是以双极工艺为主的前期工艺生产线和电源配套系统,Bi-CMOS工艺,2微米工艺水平,年投资5英寸硅片15万片,年产各类集成电路芯片1亿片。1998年3月,由Xi交大开元集团微电子技术有限公司设计研发的首个CMOS微型彩色相机芯片研制成功,这是我国视觉芯片设计研发的可喜成果。1999年2月23日,上海华虹NEC电子有限公司完成试产,工艺水平由计划中的0.5微米提升至0.35微米,主导产品为64M同步动态存储器(S-DRAM)。这条生产线的建成,标志着中国从此拥有了自己的深亚微米VLSI芯片生产线。