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第 36 卷第 1 期 1999 年 2 月半导体情报
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综述
21 世纪初微电子技术发展展望
赵正平
( 电子部第十三研究所, 石家庄 050051)
摘要综述了微电子领域中纳米技术, EM S,Si 和 GaA s 集成电路,微波毫米波器件 M 及宽禁带半导体技术目前的发展状况. 在此基础上, 对其在 21 世纪初期的发展做了展望. 关键词纳米技术 EM S 集成电路宽禁带半导体 M
Prospects for the M icroelectron ics a t the Beg inn ing of Twen ty F irst Cen tury
Zhao Zhengp ing
( T he 13 th Institu te, M in istry of E I , S h ij iaz huang 050051)
引言
收稿日期: 1998- 07- 20
人们刚刚庆祝过晶体管发明 50 周年, 就面临跨世纪的时机. 在此历史时刻, 预测一下作为现代信息社会的核心技术——微电子的发展具有很重要的意义. 微电子的主流自然是以第一代 Si 半导体材料为主. 根据美国的 15 年半导体技术发展规划, 到 2000 年, 最小设计线宽为 0118 ∧; DRAM 达到 1Gb, M PU 和 A S IC m 集成度分别达到 13 和 7M 个晶体管 cm 2 , 衬 M 底最大尺寸 300mm , 芯片时钟频率达 300~
Abstract T he cu rren t sta tu s of nano techno logy, M EM S, Si and GaA s IC , m icrow ave m illim eter w ave devices a s w ell a s w ide bandgap sem iconducto r techno logy in m icroelec2 t ron ics a re review ed in th is p ap er. A nd the developm en t tendency concern ing the above2 m en t ioned a sp ect s a t the beg inn ing of tw en ty first cen tu ry is fo reca sted. Keywords N ano techno logy EM S IC ide bandgap sem iconducto r M W
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DRAM 达到 64Gb; M PU 和 A S IC 集成度分别达到 90M 和 40M 个晶体管 cm 2 , 衬底最大尺
寸达到 400mm .由异质结技术所引发的 GeSi Si 技术, 在高频,高速性能和低成本统一的设想下又开辟出新的领域. 随着尺寸突破 011 ∧, 这一 10 年前人们认为的物理极限后, m 现在专家们预测在 2010 2020 年可以实现纳~ 米电子学中单原子存储技术. 和纳米电子学同时伴生以硅材料为基础的微电子机械系统(M EM S ) 被人们认为是 21 世纪的革命性的新
600M H z. 到 2010 年, 最小线宽为 0107 ∧; m
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半导体情报第 36 卷第 1 期 1999 年 2 月向发展. 半导体技术虽然已有 50 年的发展历史, 但在未来 20 年的发展中, 仍然生机勃勃, 支撑着信息社会的进一步发展, 为各国所关注.
技术, 对 21 世纪的科学技术,生产方式和人类生活质量都会有深远影响. 这是第一代半导体材料的全新生命的开始. 第二代半导体材料化合物半导体仍然是重要的不可缺的方面, 特别是在微波毫米波和超高速领域表现出的很强生命力. 美国继硅 V H S IC 计划之后, 实施了以化合物为基础的 M I IC 计划, 把工作频率提高到 100GH z, 线 M 宽达到 011∧, 并带动了异质结技术的发展, m 使之成为微波毫米波的主流. GaA s V H S IC 在 M I IC 计划实施过程中进行了插入研究计 M 划, 在电子对抗的射频存储器和频率综合方面实现了更新换代的作用, 1997 年发布的《联合作战科学技降至现在的 1 5 和 1 10. SiC 高功率放大器在尺寸, 可靠性和寿命周期方面优于 Si, Ga