RSS订阅超高速集成电路
贡献者：不爱吃窝瓜 浏览：1229次 创建时间：2015-11-02
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1 简介
2 相关技术
简介
（veryhighspeedintegratedcircuit—VHSIC）
超高速集成电路是一种超大规模集成电路，是为满足军用高速信号处理、抗核辐射、故障容限和芯片自检测要求而研制的。美国国防部于1980年开始实施超高速集成电路研制计划，总目标是：芯片的微加工线宽达到0.5微米、门电路运算速度比民用的提高100倍，可靠性提高10倍。现已制成各类硅超高速集成电路和砷化镓超高速集成电路。用超高速集成电路制造的微型和小型超高速计算机已广泛用于美国多种先进的武器系统，如F-15、F-16战斗机，“海尔法”反坦克导弹，“针刺”便携式防空导弹，“战斧”巡航导弹和“爱国者”防空导弹系统等。
美国国防部在1979年财政年度提出的“超高速集成电路(C工程,是美国微电子国防工业中最重要的工程。这项工程的最终目标是在硅半导体超大规模集成电路的基础上,把微处理器的信号处理速度再提高一百倍,将道集三成电路上元件的线宽推进到亚微米.(05微米)的量级,再将它们插入到战术和战略的制导武器的火控装置、远程运载工县和星际通讯装置上,以保证美国在未来的电子战和星球大战中技术的绝对优势。这项工程是按照由前端产品(超高速集成电路)的研制到最终产品(插入设备)的设计、生产和试验的"向前垂直集成”(forwardverti。alintegrati。)n)的工业模式分三个阶段开展的。
第一个阶段从1980年3月起,到同年n月结束。这一阶段属于“软件”阶段,主要是研讨超高速集成电路的具体概念、性能指标和制定研制计划,动用了九个电子公一司,耗资一千零五十万美圆。
第二阶段从1981年5月开始,到1984年4月结束。在这一阶段已经完成了元件线宽为1/4微米、功能通过速率为5欠10”门一赫/平方厘米i为集成电路的设计、研制和生产,并开始了元件线宽为亚微米的集成电路的研制。参加这一阶段工程的有得克萨斯仪器公司、国际商业机器公司、亨尼韦公司(Honyewell))、威斯汀豪斯公司等六个合同单位,耗资一亿六千万余美圆。
第三阶段是从1984年5月开始的,预廿在1986年结束。这个阶段的主要任务是将第二阶段生产的超高速集成电路插入各战术和战略武器、运载和通讯设备的微型化电子装置中,另外,还要完成亚微米线宽的功能通过速率为10’“门一赫/平方厘米的集成块的试制和生产。[2]
从技术的角度来看,美国超高速集成电路工程有三个问题是值得注意的。
第一,在材料选择上,以硅为主,而不采用砷化嫁半导体,原因是硅数字集成电路技术已趋成熟。高速、低能耗和抗辐射性强是超高速集成电路的三个基本要求,现在已经生产出几种双极集成电路、单极集成电路(NMOS、CMOS)和以硅蓝宝石S(05)为材料的互补金属一氧化物一半导体(CMOS)集成电路,这些集成电路已经达到了上述性能要求。
第二,在工艺上选择的技术途径是电子束刻蚀、电子束直接刻蚀,因为这类工艺具有高度灵活性,适合于小批量的生产。光刻蚀技术和X一射线技术适合于大批量的商用集成电路的生产,国防部就不再投资这些技术。
第三,高度强调设计自动化,计算机输助设计(CAD)是必不可少的。超高速集成电路主要用于微处理器,而不是存贮器。存贮器上门阵列电路的重复性可以减轻设计约困难,而这种优点在微处理器芯片上不复存在。虽然说商用集成电路的线宽也已经进入了亚微米的阶段,但这仅仅是指存贮器。现在一块2弓已k的存贮器上的确己具有几十万只晶体管,而要一块超高速集成电路上制造出十万只晶体管却还有相当大的困难。问题的根本出路在于设计和生产的自动化。
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