mosic-60

mos是什么意思

【摘要】MOS的制作技术已可将数以万计的电子元件做在一个只有几个平方毫米的晶片上，此种IC线路并已广泛地应用在袖诊计算器中。

电晶体自发明至今已有二十五个年头了，由于这个划时代的贡献，使得电子产品打入整个人类的生活之中成为一种非常大众化的玩意儿。去年十二月间，美国电子工业界还举行了一个二十五周年纪念大会以庆祝这个利用固态物质取代真空管的伟大贡献。回顾半导体电子零件的发展史，我们发现一直到一九六○年，电子仪器依然是用像铅笔上橡皮擦那样大小（或更大）的电晶体一个一个连接起来的，而且每个电晶体的平均价格高达美金一元。一九六○年后期，科学家开始设计各种不同的方法在矽的单晶片（single crystal wafer）上做成部份或整套的电子线路，这就是大家所熟知的积体电路（Integrated Circuit）一般习稳IC。早期的积体电路在大约若干毫米平方的晶片上只能包含约一打左右的电子元件，但是今日大量生产的积体电路上已含有约三千个电子元件，而且其中大部份是电晶体，目前已有某些高级积体电路内拥有电晶体等元件达一万个之多，我们似乎可以预期在一九八○年代里将会有包含上百万电晶体元件的积体电路出现〔注一〕。

传统的电晶体我们称之为双极电晶体（bipolar transistor），由於此种电晶体生产程序上的先天限制，使得我们很难在一个晶片上制出元件密度很高的积体电路出来，因此目前所谓的LSI（Large Scale Integration大型积体）都是用MOS方法制造的，所谓MOS乃是Metal Oxide Semiconductor诸英文字的缩写（参考图四），利用此种技术可以把积体电路做得更小且其包含的元件更多。而且在制造的程序上MOS的制作也要比制造传统电晶体简单。我们都知道一个产品要能在市场上竞争，不外乎品质优异，价格低廉， MOS的制作程序简单故成本较低。一个拥有200个电晶体的LSI上每个电晶体的平均价格只有美金一分而已，而且一般咸信在十年中每个电晶体的平均价格可以再降低30倍之谱，那时每个电晶体的价格将和书面上的烫金字一样的便宜（参考图三）。除此而外，积体电路信赖度（reliability）的增加，体积和重量的减少也是使积体电路受到普遍重视与喜好的原因之一，当然这些原因较诸成本的降低就显得无足轻重了。

要使成本降低，只有大量生产，积体电路的制造即采大量生产的方式。一般的方法是同时把许多晶片经过一系列的化学及冶金处理，继以照相腐刻（phtolithography），扩散（diffusion）等程序，在每个晶片上往往可制出数百个积体电路。但尽管科学家想尽办法使每个晶片保持均匀相同的性质，甚至在每个制周程序上都注意这个问题，晶片的性质总是无法保持一定的规格，每个晶片上往往又会有许多缺陷（defect）及差排（dislocation），或在晶片表面上附有某些不需要的物质；更由於积体电路中的精度是以微米（10-4cm）为单位的，因此一个肉眼都看不见的缺陷往往破坏了整个积体电路的特性，所以上述大量生产出来的IC在经过品质检验时往往会有部份被淘汰掉，因此在IC的制造上会有所谓的“成功率”（yield）问题。一个高级的IC在生产的初期其成功率往往是很低的，但从摸索实验的经验中，成功率往往能很快的被提高。近年来由於精密测量及控制仪器方面的改进，已使IC制造程序获得很好的改善；也因此科学家乃能制造更复杂的积体电路。当然积体电路作得越复杂密集，其成功率也相对的越低，因此除非制造程序上有个很大的突破，否则成本的降低总会达到某个极限的。

电晶体的起源

在MOS积体电路上的电晶体是一种利用场效应（field effect）操作的场效电晶体，一般简称FET（Field Effect Transistor），其操作原理是在垂直於晶片表面的方向上加一电场来控制源极（source）与曳极（drain）之间的电导（conductance）。其实这个效应早在一九三○年即由李利费尔德（Julius, Edgar Lilienfeld）所发现（他在一九三五年取得场效应元件的专利权），但由於那时候晶体表面及薄膜（thin film）方面的物理知识相当缺乏，所以场效应的元件无法制成，而且那时期由於大部份科学家都致力於真空管方面的研究发展，场效应方面的理论也一直乏人去加以深入探讨。

大概在一九三○年末，有一位在贝尔实验室工作的年轻物理学家薛克利（William B. Shockley）对於利用固态物质来制造电子元件的可能性发生很大的兴趣，当初他致力於发展一种固态电子元件作为电话与电话间的交换系统以取代传统的电动机械开关（electomechanical switch）。薛克利及一些先进人士均深信电话开关在不久的将来会被大量需要，如果仍用真空管的话那将是非常不经济的，而且真空管的信赖度又很低。薛克利在薛基（Walter Schottky）所研究的金属与半导体界面的整流（交流变直流）现象的文章中发现我们可以利用半导体中空间电荷区（space charge region）〔注二〕，宽度的改变来放大信号（参考图二）。他深信利用此层空间电荷区可以像开关阀一样控制半导体内的电导而收到控制二极间电流大小的效果，这和真空管利用栅极的电压来控制二极间电流的原理非常相似。在一九三九年时，薛克利就曾想利用铜和氧化铜来试制此种电子元件，但是不幸没有成功。

二次大战后，薛克利再度回到贝尔实验室工作，他和巴定（John Bardeen）、卜勒登（Walter H Brattain）〔注三〕二人开始研究锗（Ge）半导体中的场效放大作用（因当时锗的物理性质远较氧化铜了解）。他们对半导体表面接点（surface contact）及空间带电区的研究终於1947年发明了“点触电晶体”（point contact transistor），虽然此种点触电晶体无法大量生产，但无论如何他们证实了利用半导体制电子元件的构想，剩下的似乎只是技术上的问题而已。果然在1948年“接面电晶体”（junction transistor）就被制造出来了。接面电晶体或称双极电晶体共有二个接面（junction）；这二个接面把半导体分为三个区域分别称为射极（emitter），基极（base）及集极（collector），从射极流向集极的电流可以用基极的微小讯号来控制，因此有讯号放大的作用。

虽然电晶体的发明使科学界兴奋了一阵子，但在薛克利的领导下，贝尔实验室的科学家对场效应的兴趣并未丝毫降低。1948年皮尔逊（Gerald L. Pearson）和薛克利在矽晶片的pn接面（p-n juncticn）〔注四〕中发现场效应现象，1952年薛克利发表了场效电晶体的理论。就在次年（1953）场效电晶体由戴斯（George C. Dacey）和露斯（M. Ross）二位设计出来了，但那时的场效电晶体是利用电场来控制 Ge 中的导电现象。由於它的价格相当昂贵，而且其较一般电晶体的优点有限，所以只在一些特殊场合中才应用此种场效电晶体。

科学家发现矽对温度具有较高的稳定性，而且在制造上也较易控制，所以其成本较低。大约在1950年以后，Si即逐渐取代Ge作为电晶体的材料。科学家对矽晶体表面的研究进步相当神速，元件的制造技术也是日新月异；因此矽与二氧化矽的界面现象也逐渐被了解并能被控制，制造出来的电子元件其稳定度也越来越高。1960年贝尔实验室的江（Dawon Kahung）及艾特拉（John Atalla）用一个绝缘的电极（他们称之为闸（gate））在p－n接面之间引发一个导电的通道（channel）而来控制晶体中的导电状况。根据这个构想，场效应电晶体（FET）终於在二年后由RCA（美国无线电公司）的赫富斯顿（Stephen R. Hofstein）及海曼（Frederick P. Heiman）设计出来。其构造是在矽晶片上不同的二个地方引入n型或p型杂质做为源极和曳极，二极之间的晶片上再长一层二氧化矽的绝缘物，然后在SiO2上镀上一层金属作为闸极。从纵剖面来看，其构造是金属—氧化层—半导体，因此称为MOS电晶体（Metal－Oxide－Semiconductor transistor）。

我们以n型半导体为例来说明MOS的操作原理。当在源极与曳极之间赋予一个电压时，二者之间导电的良好与否可由通道上电荷的多少来决定，而通道中之电荷可由闸极的电压来引发（induce）。从电磁学的知识，我们都知道若在闸极上赋予一些电荷则在闸极下的半导体会引发一些符号相反的电荷，这些电荷即可构成所谓的通道，此通道的宽度（亦即所引发电荷的多少）与闸极的电压成比例，因此我们可以用闸极的电压来控制流经源极与曳极之间电流的大小。实际上若闸极上所加的电压未超过所谓临限电压（threshold voltage）时，源极与曳极之间的电导仍然很小，但一旦超过临限电压后，则其电导乃急骤增加，因此二者之间的电流乃急骤增加。N型半导体上闸极的电压是负的，故所引发的电荷是正的〔注五〕，这种通道称为p－通道加强型电晶体（p－channel enhancement transistor）；若半导体是p型而且其源极与曳极是n型，则闸极上的电压应该用正的，而且引发出来的电荷是负的，此时的电晶体则称n－通道加强型电晶体（n－channel enhancement transistor）。还有一种 FET其构造与上述大致相同，唯当闸极电压为零时源极与曳极之间已存在一个带电通道（此通道的电荷与源极及曳极者相同）。当闸极加以一个电压时反而使通道内的电荷减少（例如原来是n－通道，加上一个负电压后由於电场作用使通道内电子数减少），因此二极间的电流在闸极电压为零时最大，电压增加电流反而减小，此种电晶体由其通道电荷的不同分别称为n－通道空乏型电晶体及p－通道空乏型电晶体（n－channel depletion transistor and p－channel depletion transistor），但在实际应用上由於加强型FET具有较大的可塑性，因此在线路上大多是用加强型FET。

MOS电晶体

前面我们曾说过MOS电晶体在制造程序上远较传统的电晶体简单。因此若制造MOS的积体电路当然要比用老式电晶体积体电路简单省事得多。就拿一般的反相器（inverter）来说吧，如果用接面电晶体的话需要四个不同的扩散步骤并要用六套面幕〔注：面幕之作用可参阅科月四卷十月号离子深植技术一文〕，但若用MOS电晶体的话则只要一次扩散步骤及五套面幕即可。正因为上述的优点加上成本低廉，使得1960年以来MOS方面的研究受到普遍的重视。科学家花了好几年的时间去研究并解决矽晶片与氧化矽界面间的不稳定问题及氧化矽本身的特性。过去六年来，MOS积体电路已经从完全没有的状况到今年总值二亿五仟万美元的四千八百万个积体电路，预期今年用双极电晶体的积体电路大概有四亿个之多，（总值七亿二千万美元），读者可以由上面的数字发现MOS积体电路的成长速率是相当惊人的。

MOS和真空管一样用电压来控制电流的大小，并且有很高的输入阻抗（input impedence），其输出与输入之比也相当的线性（linear），但接面电晶体乃是利用电流来控制的，因此其特性不若MOS那般线性，而且其输入阻抗也远较MOS小。其次MOS不论在导电状况或不导电状况其所消耗的能量都远较接面电晶体小。但是到目前为止，我们所制造出来的MOS电晶体其运作速率没有一般的电晶体快，然而这个速率上的差异主要是由於MOS的制造技术尚未成熟所致，而不是MOS本身在理论上受到什麼限制。依目前的情况来说，由於二者各有利弊，因此设计仪器的工程师往往会为二者的取舍犹豫不决，但笔者个人深信在七十年代的末期在数位电子线路中MOS势必会占一个较重要的角色。

目前有数以百计的各型MOS积体电路被应用在桌上型电子计算器（desk calculator）及各种电子设备中，包括最简单的逻辑线路到含有记忆单元及逻辑的积体电路。除了需要高速率的电子计算机以外，几乎所有新的电子设备内中都多多少少有些MOS线路在内。

MOS计算器

MOS在商业上的最大应用大概要推桌上型计算器（desk calculator）及袖珍型计算器（pocket calculator）了。在 MOS没有被应用以前，桌上型计算器大都用电动机械零件所设计而成，因此每个计算器的成本大概在美金五百元到一千元之间。后来双极电晶体的积体电路应世后，品质方面当然改进了不少，但若以所化的成本而论，这种改进并不很大。但到1969年时，我们已能把计算器中所有的计算单元设计在若干片积体电路上了，再只三年的功夫，现在我们已可把整个复杂的计算器线路设计在一片MOS的积体电路上（参考图四）。利用此种MOS积体电路使得计算器的成本大大的降低，现在一个高效率的计算器只要化50～200元美金就可买到，可以深信在不久的将来此种计算器的价格将更便宜，品质将更好。

虽然由於MOS的运作速率不够快，因此尚无法应用在大计算机的中央处理系统内，但MOS积体电路的价格越来越低，目前已可和磁圈记忆器相竞争，相信将来计算机中的记忆单元均将为MOS取代。目前MOS中每个数元（bit）的价格大约是0.8分美元。最近又用MOS制出随意出入记忆器（random access memory），其价格与磁圈记忆器相当，而其优点是所需要的电源较小，而且产生出来的热量也很少，因此设计计算机时可以把记忆器中记忆单元的密度设计得很高。另外用磁圈作记忆器时需要一种高品质的线，为了节省起见这种高品质的线往往由所有的磁圈共用，无形中限制了计算机的功能。但是用MOS 记忆器时由於其取存资料可用积体电路取代，所以计算机的设计者可以自由安排其记忆器，使整个计算机有更好的效率，而不必顾虑成本问题。虽然生产磁圈记忆器的厂商正在努力和MOS记忆器竞争，但我深信，MOS取代磁圈记忆器只是时间的问题而已了。

何谓PMOS，NMOS，及CMOS。

回顾半导体技术的发展史，我们可以看到由於对半导体材料，结构以及线路方面的高度研究发展，整个半导体的技术一直在改进中。在MOS这方面，其应用所及的范围已相当广泛，但犹在扩大中。最早在市场上的MOS积体电路是p一通道加强型（PMOS），目前此种型式的MOS约占所有MOS 积体电路的80％，这大概是PMOS的生产程序较易被控制的原因吧！但是现在的科技已经可以制造别种类型的MOS，例如NMOS（n－通道加强型MOS）及NMOS与PMOS合起来应用的CMOS（Complementary MOS）。由於电子较电洞（hole）更易移动，所以NMOS的运作速率要比PMOS快约2～3倍，因此在有些速率因素比较重要的部份采用NMOS以使整个积体电路得到最佳效果。

CMOS目前正受到广泛的重视，而且很可能变成所有元件中最重要者。把n通道和p通道二个组合在一起的线路可能是目前所有积体电路中最好的一种。最简单的CMOS线路是一个反相器（参阅图五），它是由PMOS和NMOS串联在一起组成的，目前此种线路是所有半导体元件中消耗功率最少的，把这种反相器线路做适当组合，我们可以设计出许多有用而消耗功率很小的线路。例如一个常被用为计时的十四阶二进位计数器（14－stagebinary counter），在5伏特电压时只消耗2.5微瓦（10-6瓦特）的能量，大概只有用PMOS或双极电晶体积体电路时的十万分之一，这在一些电源很有限的仪器上真是太重要了，任何一个以电池为电源的装置都该考虑使用CMOS。

PMOS和NMOS也可以用并联的方法接在一起以构成传递开关（transmission switch），此种开关可双方向的通过数位信号（digital signals）或类比信号（analogue signals）。理论上此种线路也可以用NPN和PNP电晶体组合得到，但这种线路非常不经济，而且用低廉的CMOS还有一个好处是可以把杂音去掉，因此在杂音信号很强的地方更应该使用CMOS。线路设计者发现我们可以用反相器线路和传递开关线路适当组合而得到我们所需要的任何逻辑线路及开关线路。

积体电路——尤其是CMOS——在商业上一个很大的应用是制造电子表或电子钟，此种电子钟表的准确度非任何机械钟表所能及。它是利用电子计数线路将一种石英的天然振动频率分成好几种电子信号并以之驱动钟表上的针，或甚至将这些信号直接接到液晶（liqguid crystal）、发光二极体（light emitting diode）之类的电光数位元件（electro-optic digital device）上。这样我们可以从指示数字中直接得知时间，看来这种价廉物美的电子表势必会改变整个的钟表工业了。

在理论上，MOS的运作速率应该只和电荷载子（charge carrier）的能动度（mobility）及载子所经过的距离有关，那麼其运作速率应该和最快的电晶体差不多才是。但是目前我们所做出来的MOS其运作速率远较双极式电晶体慢，这又是什麼原因呢？理论上既然没有限制，那麼一定是构造上的问题，原来我们在做源极和曳极扩散时往往会在源极、曳极及矽晶体座（substrate）之间形成一个相当大的电容，就由於这些电容使整个MOS的运作速率慢了下来，现在科学家正在利用各种方法来减少这些电容以增加速率，可以相信未来的MOS积体电路的运作速率必能大大的提高。

何谓SOS

在MOS的制造程序及运作原理中（参考图二，六），我们可以发现真正使用到的矽晶片只是表面一层，矽晶片实在不需要这麼厚，但是太薄的矽晶片太碎根本无法操作，因此科学家们想到另一种方法，那就是设法在人造的蓝宝石上镀上一层矽的单晶薄膜（大约10-4cm厚），然后在这层薄膜上做MOS的结构。实验发现用此种结构，源极和曳极的电压均较用矽晶片者降低了约20倍。而且我们可以用化学方法将电晶体之间的矽单晶薄膜腐蚀掉而收到隔离的效果，然后我们蒸镀（evaporation）金属上去使电晶体与电晶体能连接构成我们所需要的线路。在这里我要特别指出来的是金属大部份是镀在蓝宝石上，不像以前的MOS是镀在矽晶片上，因此不会有额外的电容。这种在蓝宝石上镀上一层矽单晶薄膜制出来的元件我们称为SOS，是从英文字母Silicon on Sapphire中缩写而来。目前此种SOS积体电路由於技术上尚未成熟，故其成本仍相当高，因此只有在某些特殊的场合中才用到。

结语

MOS除了可以成功地做为一个场效电晶体外，我们尚可利用闸极与矽体座之间的二氧化矽做为电容之用。电容可以储存电荷，若我们把这些MOS电容适当排列，则利用时钟脉冲信号（clock pulse signal）来控制电荷从一个电容上转移到另一个电容上，利用此种原理我们可以用 MOS 做资料处理系统所用的移位记录器（shift register）。此外 MOS 电容也可以用作感光原件，当光照到此种元件时会产生电荷载子，这种载子即被储存在MOS 电容中，以后当有一列时钟脉冲信号输入时，我们可以把前面这些因光而产生的信号读出来（read out）。目前已制成的一种电视摄影机，其体积只有手掌一般大而其重量尚则不及一磅，就是利用此种元件制成的。此种MOS感光元件尚可应用在慢描电视（slow-scan television），高度传真等一些需要高鉴别率（resolution）的仪器上。我们可以想像此种元件将来在工业上或其他娱乐消费上应用的远景。

回顾MOS的发展史，其理论很早就被科学家推演出来，但真正MOS元件大量应市却是最近几年的事，可见一个听起来很合理的构想往往是要赖科学技术来将之实现的。我们能不埋首科技研究以期迎头赶上别人吗？译者期与青年朋友共勉之。

原文译自“Scientific American.”

1973年8月号

注一：配合离子深植技术的发展及晶体品质的改良，此种积体电路似乎是指日可待的。（请参阅科学月刊第四卷第十期）

注二：让我们以N型矽晶来说明此种现象，当金属与半导体接触在一起时，靠近界面的N型晶体内的电子会被排斥，因此在界面附近会有一个带正电的离子区域，我们称之为空间电荷区（space charge region）。

注三：薛克利，巴定和卜勒登三人即因发明电晶体而获得1956年诺贝尔物理奖。其中卜勒登曾於去年九月间来华访问。

注四：N型晶体和P型晶体接合在一起所形成接面称为PN接面，但在实际的制造上是用扩散或离子深植技术在N型（或P型）的原晶体内渗入三价（或五价）的原子以形成此种接面。

注五：在半导体学中此种正电荷称为“电洞”（hole），因为其实际上是由於晶体构造的键上缺少一个电子形成的，此种电洞又很容易从其他键上夺取电子过来而产生电子的流动，此等电子流可以看成电洞的流动，唯其方向和电子流动方向相反。读者应注意的是此种带正电的电洞与前面空间电荷间的正电荷完全不同，空间电荷区中的正电荷是由离子产生的，是固定而不可移动的，但电洞则可以因所加之电场而流动产生电流。

我想问一下集成电路目前的现状，希望有专业人士不吝赐教，大致介绍一下目前比较前沿的发展情况。

以金属-氧化物-半导体（MOS）场效应晶体管为主要元件构成的集成电路 。简称MOSIC 。1964年研究出绝缘栅场效应晶体管。直到1968年解决了MOS器件的稳定性，MOSIC得到迅速发展。与双极型集成电路相比，MOSIC具有以下优点：①制造结构简单，隔离方便。②电路尺寸小、功耗低适于高密度集成。③MOS管为双向器件，设计灵活性高。④具有动态工作独特的能力。⑤温度特性好。其缺点是速度较低、驱动能力较弱。一般认为MOS集成电路功耗低、集成度高，宜用作数字集成电路；双极型集成电路则适用作高速数字和模拟电路。

按晶体管的沟道导电类型，可分为P沟MOSIC、N沟MOSIC以及将P沟和N沟MOS晶体管结合成一个电路单元的互补MOSIC，分别称为PMOS 、NMOS和CMOS集成电路。随着工艺技术的发展，CMOS集成电路已成为集成电路的主流，工艺也日趋完善和复杂 ，由P阱或N阱CMOS发展到双阱CMOS工艺。80年代又出现了集双极型电路和互补金 属-氧化物-半导体（CMOS）电路优点的BiCMOS集成电路结构。按栅极材料可分为铅栅、硅栅、硅化物栅和难熔金属（如钼、钨）栅等MOSIC，栅极尺寸已由微米进入亚微米（0.5～1微米）和强亚微米（0.5微米以下）量级 。此外，还发展了不同的MOS集成电路结构的MOSIC：如浮栅雪崩注入MOS（FAMOS）结构，用于可擦写只读存贮器；扩散自对准MOS（DMOS）结构和V型槽MOS结构等，可满足高速、高电压要求。近年来发展了以蓝宝石为绝缘衬底的CMOS结构，具有抗辐照、功耗低和速度快等优点。MOSIC广泛用于计算机、通信、机电仪器、家电自动化、航空航天等领域，可使整机体积缩小、工作速度快、功能复杂、可靠性高、功耗低和成本便宜等。

中国高端通用芯片概况

目前我国人工智能、汽车电子、物联网、5G等现代科技行业的发展都离不开集成电路的支持，换言之，集成电路是目前我国科技发展的核心零部件，因此我国政府高度重视集成电路的发展，出台了多项政策支持集成电路行业。尤其是在经济发达的长三角和泛珠三角区域，上海、广东等城市拥有强大的经济和人才优势，在“十四五”期间形成了集成电路集群化发展的趋势。

1、集成电路渗透到我国各个行业。

集成电路是我国科技发展的重要组成部分，也是我国各行各业实现智能化、数字化的基础。目前我国集成电路渗透到我国各个行业，例如工业机器人、5G网络建设、汽车电子以及计算机等重要科技领域，可以说集成电路是我国科技发展的基石，集成电路技术发展到位，我国才能够在科技领域不受制于人。

2、我国集成电路行业依赖进口较为严重。

目前集成电路已渗透到我国各个行业，对于我国科技、工业等领域发展显得尤为重要，但因集成电路行业具有较高的技术壁垒，我国目前尚未完全突破技术壁垒，因此在7nm等精度较高的集成电路领域，我国仍需要进口。换言之，在关键技术领域，我国集成电路依赖进口较为严重。

2017-2020年，我集成电路进出口数量均呈现上升趋势，且进出口逆差也在不断扩大。根据海关总署数据显示，2020年中国共进口集成电路5431亿个，较2019年增加985亿个;出口集成电路2596亿个，较2019年增加411个，贸易逆差为2835亿个。2021年1-2月，我国累计进口集成电路963亿个;出口集成电路468亿个，贸易逆差为495亿个。

3、多项规划指明集成电路发展方向。

在《中国制造2025》中针对集成电路产业的市场规模、产能规模等提出了具体的量化目标，同时在全国两会发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中也提到在事关国家安全和发展全局的基础核心领域，制定实施战略性科学计划和科学工程。瞄准人工智能、量子信息、集成电路等前沿领域，实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。

从国家急迫需要和长远需求出发，集中优势资源攻关关键元器件零部件和基础材料等领域关键核心技术。支持北京、上海、粤港澳大湾区形成国际科技创新中心，建设北京怀柔、上海张江、大湾区、安徽合肥综合性国家科学中心，支持有条件的地方建设区域科技创新中心。

3、政策规划下我国集成电路市场规模不断提升。

在我国政策的促进下，我国集成电路行业主要代表企业不断突破技术壁垒，促进我国集成电路行业的发展，其中，中芯国际已能够生产n+1 nm的集成电路，虽不能完全替代7nm的芯片，但也能在短时间内解决我国机场电路短缺的问题。

根据中国半导体行业协会数据显示，2015-2020年我国集成电路市场规模呈逐年增加趋势。2020年我国集成电路市场规模为8848亿元，较2019年增加17.00%。

4、“十四五”期间各省份出台规划促进集成电路发展。

目前长三角地区的安徽省、江苏省、上海市，泛珠三角地区的江西省、福建省、广东省、四川省均对“十四五”期间，集成电路的发展做出了明确的目标规划，形成了较为明确的集群化发展，除此之外，湖北省、重庆市以及山西省也针对“十四五”期间集成电路的发展做出了明确的目标规划。

综合来看，集成电路行业的发展对于我国工业智能化、5G网络、汽车电子、计算机等关键领域的发展起着至关重要的作用，但目前由于我国尚未完全突破集成电路的技术壁垒，到至我国对集成电路的进口依赖较为明显，未来在《中国智造2025》以及《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》的支持下，我国集成电路的发展会越来越好。

除国家层面外，我国经济较为发达的省份也在不停的摸索集成电路的发展，目前在长三角和泛珠三角地区已形成了集成电路发展的集群效应。

—— 更多数据请参考前瞻产业研究院《中国集成电路行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》

7406是MOS型器件吗?

我这里有一个副本。然后给你一个副本。

1月2日，2011

中国IC产业的发展状况，中国IC产业的发展现状IC产业的发展。

关键词：中国集成电路的现状

集成电路产业是一个知识密集，技术密集和资金密集的产业，世界集成电路产业的快速发展，快速的技术变化。 2003年前后，中国的IC产业都从一个质或量并不发达，但沿带的向东转移，全球汽车行业，中国的稳定的经济增长，庞大的国内市场，以及大量的人才潮，中国的IC产业已经成为新的世界集成电路制造中心。进入21世纪，中国必须加强电子信息产业的发展。这是推动中国经济发展的支柱，促进科学的进步和技术的一个重要手段，以提高中国的综合实力。 IC产业，电子信息产业基地，必须优先考虑的发展。只有那些拥有了坚实的集成电路产业，为了有效地支持了中国的经济，军事，科技和社会的发展，第三步发展战略目标的实施。

，中国集成电路产业的快速发展，为2.22亿美元和585亿人民币的销售额，在1998年，中国的IC生产。到2009年，中国的IC生产了411亿，销售收入111亿元，12年的生产和销售增加了18.5倍和20倍，分别为38.1％的年均增长速度为40.2％，分别，与销售的增长率远远高于同期全球年均增长速度为6.4％。其次，中国IC产业的显着变化，2008年中国的IC产业在发展过程中的重大变化的一年。全球金融危机是不是唯一的世界半导体市场的衰退，以及产品显著减少中国的出口，占约1/3的中国出口总额的，对电子信息产品的增长下降，相应减少的需求，其核心部件集成电路产品。人民币升值，但也影响了行业的发展，一个不容忽视的因素，可以的，因为在国内销售的集成电路产品直接出口占70％左右，人民币升值对出口贸易的影响具有重要的美元作为结算货币，人民币兑美元升值1％，国内集成电路产业的整体销售增长，在即将到来的2011年，为加快人民币的升值将减少1.2至1.4个百分点，是一个问题。 ，产品销售概述中国的IC中国IC产品销售概述设定在2008年中国IC产业的周期性衰退的产业发展呈现一个增长季度季度下降只有124.682十亿元，年销售总额，比2007年减少0.4％，从未有过的负增长;一年四季的IC生产到四十一点七一四亿美元，同比增长1.3％，与2007年相比，唯一的。近年来，中国的集成电路产品的生产和销售，在图1和图2所示，由图。

图1 2003-2008年中国集成电路产量增长。

图2 2003-2008年集成电路产品销售额增加可见的是，在最近几年，中国的IC产品销售增加一年的一年，但增长缓慢的速度，这是因为中了5个年来的州立委员会文件第18号颁布后，中国的IC产业产品销售已被该增加的平均每年增长速度超过30％的速度，这期间世界三倍的增长速度的集成电路，是一个国家的快速发展阶段，在正常情况下，中国集成电路产业的平均每年增长率也将维持在1.5倍左右世界的增长率是已经高速的发展，因此，在2007年的年度增长速度，中国的IC产业逐渐慢下来应该是一个正常状态的事务中的世界IC产业周期性低谷阶段，年均增长率约20％仍是一种罕见的高速。从美国的次贷危机，世界经济开始逐步扩展形式的世界金融危机，然后蔓延到实体经济部门从2008年。

影响中国的IC产业，到第三季度，国际金融危机影响显着在第四季度爆发后，中国的集成电路产业销售大幅下降，潜水表。图3是一个过程，这个变化。

图3 2006Q1-2008Q4的IC产品销售收入与上一年年（季）的工业环境的改善，中国的IC产业的增长速度发展经受住金融危机的影响政策是非常重要的。 2008年1月，教育部，财政部和国家税务总局颁布了多项优惠政策，企业所得税的通知“（财税[2008] 1号），高度重视集成电路企业享受所得税优惠。最近通过的电子信息产业调整和振兴规划，又把“建立自我控制IC产业体系”作为未来发展的国内信息产业的三个关键任务的五个主要发展倡议明确提出“加大投入，集中力量实施的集成电路的升级。 “由国务院于2005年发布的”国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006━2020年）“（国发[2005] 44号），决定和安排的16项重大项目，其中包括”核心电子器件，高端通用芯片及基础软件产品“和”超大规模集成电路制造装备及成套的一批重大项目的前两列在2008年4月，国务院常务会议审议原则上批准的两个重大项目的实施方案，特别涉及相关领域提供了一个良好的发展机遇。各级中国政府继续实施积极的支持集成电路产业的发展及相关政策有一个积极的影响对中国集成电路产业的发展。第四，需求的IC产品市场在中国，近年来，需求的IC产品在中国市场的快速发展，中国的电子信息产品制造，呈现了快速发展的状态的事务和关注的问题，即使在全球半导体产业的需求，中国的IC产品在国内和国际半导体行业的低迷和在2008年出现了负增长，

寻求市场仍然保持了增长的势头，这是维护信息产品制造业销售的10％以上正增长。中国IC市场的需求在最近几年中，量的变化情况如图4所示。

2004-2008年间，中国的IC市场需求超过V，中国的IC产业的结构设计，制造和装配和测试行业的行业同时增长，的水平?＆e和生产能力的半导体设备和材料产业链基本形成。有了一个数年以前的IC设计产业和加快发展的芯片制造和设计业，芯片制造业所占比例逐渐增加，国内集成电路产业的结构变得越来越合理。设计行业的销售在2006年是18.62十亿元，一个增加49.8％，与2005年相比，2007年的销售额22.57十亿人民币，比2006年增加了21.2％。芯片制造业2006年的销售额为32.35十亿人民币，与2005年相比，同比增长38.9％; 2007年销售397900000美元，相比2006年的增长速度，23.0％。包装和测试产业，2006年销售收入49.66十亿元，同比增长43.9％，与2005年相比，2007年销售62.77十亿人民币的增长为26.4％，较2006年。中国的设计业，芯片制造，封装及测试业销售在2001年分别为1.1亿元人民币，27.2亿十亿元，16.11元，分别占年度销售总额的5.6％，13.6％，80.8％和产业结构不使用合理。在过去的五年，行业规模不断扩大，在同一时间，在在IC工业结构逐步合理的设计业和芯片制造业所占的比例显着增加。中国的IC设计业，芯片制造，封装及测试业销售在2007年分别为22.55十亿元，39.69十亿人民币，62.77十亿人民币，占年度销售总额的18.0％，31.7％，50.2％，半导体设备和材料的研发和生产能力也越来越大。在设备方面，65纳米开始导入生产，中芯国际与IBM 45纳米技术的合作， FBP（平面凸点封装）和多。

芯片封装（MCP）等先进封装技术研制成功并投入生产，8英寸100纳米等离子刻蚀机的自主开发和大角度离子注入机，12 - 英寸硅片的生产线，8英寸和12英寸硅单晶材料，开发了国内的硅晶片和光致抗蚀剂的生产能力和供应能力不断增强。

但是在2008年，国内IC设计，芯片制造和封装测试业均不同程度地受到市场低迷的影响，其中芯片制造业是最明显的，每年的芯片制造规模的增长从23在2007年的％-1.3％，主要的芯片制造公司有闲置的容量，性能的下降;封装测试业的订单普遍下降，开工率，每年的增长率为-1.4％，IC设计业也受国内市场需求的增长放缓的影响，部分原因是由于的重点企业在技术升级和产品创新方面所作的努力，承受的市场需求疲软的影响，每年的增长率保持正增长状态，为4.2％，高于国内IC产业的整体增长。图5。

中国集成电路产业的基本结构52008 。

六，集成电路技术的发展，集成电路技术的发展，技术创新能力不断提高，不断缩小与国外先进水平的差距。英寸生产线，从一开始的改革开放，发展到目前的IC制造工艺的12英寸生产线，以推进深亚微米级的包装和测试了很多处理模块从低端向R＆ D，先进的加工技术已经达到了100纳米。高端，在SOP，PGA，BGA，FC，CSP，SiP和其他先进封装形式的开发和生产取得了令人瞩目的成就。

大大提高了水平的IC设计，设计容量小于或等于0.5微米的企业比例已经超过了60％，设计产能0.18微米的企业占了相当大比例的一部分，企业的设计水平已达到国内先进水平的100纳米。国内IC设计公司的设计产能超过一百万的规模的比例已经上升到超过20％的最大设计有超过50万的水平。相当数量的IC已投入批量生产，不仅要满足国内市场的需求，和一些还进入了国际市场。总之，IC产业是的核心战略，在信息产业和现代制造业，它已成为的顶部优先级的信息产业在一些国家，中国集成电路的发展行业在2011年鼓励更好的发展环境，将进一步加大国家政府的支持下，新的扶持政策将尽快，以支持研究和开发的资金将增加的国内市场，中国IC产业更广阔的空间将继续保持较快的发展速度，占全球市场份额的比例将进一步增加！

附录：附录：中国的IC产业发展大事记（摘自网络）的发展中国的IC产业大事记（摘自网络）在1947年，在美国贝尔实验室发明了晶体管。在1956年，中国提出的“行军”的科学，半导体技术的国家4紧急措施之一。在1957年，北京电子管厂通过还原氧化锗，拉出的锗晶体。XI中国社科院科学，应用物理研究所，二机部第十局开发的锗晶体管。今年以来，中国已经开发出一种锗点接触型二极管，三极管（晶体管）1959年，天津制定的硅（Si）单晶。在1962年，天津制定砷化镓单晶（GaAs）的编制的其他化合物半导体的研究奠定了基础。在1962年，中国的研究制成硅外延工艺和开始，以研究凹版印刷，平版印刷过程。在1963年，河北研究所半导体，硅平面晶体管制成的。在1964年，河北半导体研究所开发了一个硅外延平面晶体管。1965年12月，在河北半导体研究所召开鉴定会，确定了第一批半导体DTL（二极管 - 晶体管逻辑）数字逻辑电路，并在国内首次发现。1966年底，上海工厂在组件武昌识别的TTL电路产品。双极型数字集成电路这些小规模的，主要在主NAND门，以及与非驱动，及其“门，”或非“门，”或“门，以及NOR电路商标中国做出了自己的小规模集成电路。在1968年，国有东光电工厂（878厂），上海无线电19厂，于1970年建成投产，形成IC产业在中国，“啪”的形成。在1968年，的的上海无线电14厂第一次提出的PMOS（P型金属 - 氧化物 - 半导体）电路（MOSIC）。打开中国的发展MOS电路的序幕，并在七十年代初期，永川，中国科学院半导体研究所（现在? -24），14家工厂和878株已研制成功的NMOS电路。

CMOS电路的发展。七十年代初，国家推出IC制造商，超过40内置IC工厂的热潮。 1972年，中国的第一片PMOS LSI电路在四川永川，研究所半导体，成功地开发。在1973年，七家单位是引入一个单件设备从国外引进，期望建成七英寸工艺线最后只有北京878厂1976年11月，航天部陕西骊山771和都匀4433厂。，中科院计算所研制成功的10万大型电子计算机电路用于中国社科院科学，109厂（现学院微电子中心） ECL（发射极耦合逻辑）电路，1982年，江苏省无锡市江南无线电器材厂（742厂）IC生产线完成验收投入这是中国第一次从国外引进集成电路技术，1982年10月，国务院为了加强全国计算机和大规模集成电路，建立了万里副总理为组长的领导小组，“电子计算机和大规模集成电路领导开发的IC发展规划，提出了”六个五“期间半导体工业进行技术改造。 1983年，长介绍，重复的项目，LSI的国务院领导小组，治散有序与无序，集成电路成立的北部和南部的基地和重点发展战略，南方基地主要是指江苏的北方基地，浙江，北京，天津，沉阳，一个点指西安，主要是支持航天。 1986年，电子部厦门集成电路发展战略研讨会，在第七个五年计划“，中国的IC技术发展战略的”531“期间提出的，在5微米技术，开发3微米技术，1普及微米技术，科学和技术，1989年2月，机电工程署处，在无锡举行，“八五的IC发展战略研讨会”，以加快基地建设，形成生产，注重发展的专用电路，加强科研和支撑条件，振兴集成电路产业发展战略，1989年8月8日，工厂和永川半导体研究所，无锡分公司合并，中国华经742电子集团有限公司在1990年10月，国家规划委员会和电气系联合举办在北京的领导和专家参加的座谈会，向中国共产党中央委员会的报告，决定实施九O八工程，在1995年，电子部第九个五年计划“集成电路的发展战略：以市场为导向的CAD为突破口，研究相结合，我们主动出击，国际合作，加强招商引资力度，加强对重点工程和技术创新能力建设，促进集成电路产业进入一个良性的循环。电子部和国家外国专家局于1995年10月，在北京举行的一个联合论坛在国内和国外的专家献计献策，加快发展中国的IC产业。国务院在11月，工信部电子特别报告，以确定实施的909个项目。 1997年7月17日，上海华虹NEC电子有限公司，有限公司，上海华虹集团和日本NEC公司的合资成立，总投资1.2十亿美元，注册资本700万美元华虹NEC是主要负责“909”工程超大规模集成电路芯片生产线项目。 1998年1月18日，“908”机构的工作成化泾工程通过对外承包接受，从朗讯科技公司进口的0.9微米的生产线已经有一个月的投票，6000的6英寸晶圆产能。 1998年1月，中国集成电路设计中心，以国内和国际用户推出了熊猫2000系统，这是中国的自主研发的一套EDA系统，以满足在亚微米和深亚微米工艺的需要，可以处理的规模百万门级，支持高层次的设计。 1998年2月28日，中国第一家8英寸单晶硅抛光晶圆生产线的建成投产，

半导体材料北京有色金属研究院国家工程研究中心。 1998年4月，集成电路“908”项目的九个产品设计及研发中心项目验收批出9个设计中心，信息产业部电子第十五研究所，工业和信息化部在4个研究所上海IC设计公司的设计中心，尤先科，深圳，杭州东方设计中心设计中心，广东专用电路，武器第二个14研究所，北京机械工业自动化和航空航天工业771研究所。这些设计中心，华晶六英寸生产线项目配套建设。 1998年3月，自行设计和开发，由西安交通大学开元集团微电子技术有限公司，有限公司中国第一个-CMOS微型彩色摄像头芯片的开发成功，我们的愿景芯片设计和开发工作，取得了可喜的成绩。 1999年2月23日，上海华虹NEC电子有限公司，公司完成试流片的技术档次从计划的0.5微米至0.35微米的生产线，主导产品64M同步动态存取存储器（S-DRAM），建设 - 和建成投产，标志着中国已经变成一个自己的深亚微米超大规模的集。集成电路芯片生产线。 2000年7月11日，国务院出台了若干政策“鼓励软件产业和集成电路产业”的发展，随后又批准上海，西安，无锡，北京，成都，杭州和科学技术部深圳。共有7个国家集成电路设计产业化基地。 2001年2月27日，单晶直径8英寸的硅抛光片国家高技术产业化示范工程建成投产有色金属研究总院北京3月28日，国务院第36次常务会议通过超大规模集成电路图设计保护条例“。 “2002年9月28日，在中国社科院科学的龙芯1号诞生，同年11月，第四十六届研究所，中国电子科技集团公司成功开发了第一个6英寸直径半绝缘砷化镓单晶，实现我们的6英寸，直径半绝缘砷化镓单晶开发零的突破在3月11日，2003年，杭州士兰微电子有限公司以市场，成为国内第一股IC设计，中星微电子在纳斯达克上市的美国在2006年成功上市，立即行动，展讯通信于2007年在美国纳斯达克上市的。国家集成电路产业园，在北京，天津，上海，苏州，宁波，其他的集成电路产业，重点建设“十一五”专项规划“，2008年。

中文中的外来词

7406不是MOS型器件，它是TTL器件（双极型晶体管电路）。 TTL是晶体管逻辑的简称，它实际上是指一种集成电路的制造工艺，使用这种工艺生产制造的数字集成电路称之为TTL器件。 TTL 器件通常用 S、L、LS、HCT 等字符来标识，最著名的 7400 系列就是指 TTL 器件。

在半导体内，多数载流子和少数载流子两种极性的载流子（空穴和电子）都参与有源元件的导电，如通常的NPN或PNP双极型晶体管。以这类晶体管为基础的单片集成电路，称为双极型集成电路。双极型集成电路主要以硅材料为衬底，在平面工艺基础上采用埋层工艺和隔离技术，以双极型晶体管为基础元件。按功能可分为数字集成电路和模拟集成电路两类。在数字集成电路的发展过程中曾出现了多种不同类型的电路形式，典型的双极型数字集成电路主要有晶体管-晶体管逻辑电路(TTL)，发射极耦合逻辑电路(ECL)，集成注入逻辑电路(I2L)。TTL电路形式发展较早，工艺比较成熟。同金属-氧化物-半导体集成电路相比，双极型集成电路速度快，广泛地应用于模拟集成电路和数字集成电路。

MOS集成电路是以金属-氧化物-半导体（MOS）场效应晶体管为主要元件构成的集成电路 。简称MOSIC 。按晶体管的沟道导电类型，可分为P沟MOSIC、N沟MOSIC以及将P沟和N沟MOS晶体管结合成一个电路单元的互补MOSIC，分别称为PMOS 、NMOS和CMOS集成电路。随着工艺技术的发展，CMOS集成电路已成为集成电路的主流，工艺也日趋完善和复杂 ，由P阱或N阱CMOS发展到双阱CMOS工艺。

优点：

1、制造结构简单，隔离方便。

2、电路尺寸小、功耗低适于高密度集成。

3、MOS管为双向器件，设计灵活性高。

4、具有动态工作独特的能力。

5、温度特性好。其缺点是速度较低、驱动能力较弱。一般认为MOS集成电路功耗低、集成度高，宜用作数字集成电路；双极型集成电路则适用作高速数字和模拟电路。

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