2014-02-04
388
От чего зависит степень интеграции.
Степень интеграции и проблема номенклатуры БИС
История развития и разновидности БИС
Под степенью интеграции будем понимать количество элементов (транзисторов), которые можно выполнить на одном кристалле. На степень интеграции БИС влияют два основных фактора, определяющие уровень развития технологии БИС:
· Проектные нормы. Этим термином обозначают минимальный размер элемента на кристалле полупроводника, который удается выполнить при данном уровне развития технологии. В настоящее время (2012 г) используются проектные нормы90...32нм.
· Плотность дефектов, которая ограничивает размер кристалла. При данной плотности дефектов с ростом размера кристалла уменьшается процент выхода годных изделий. В настоящее время максимальный размер кристалла редко превышает 1…2 кв.см.
Оба параметра в совокупности дают в настоящее (2012 г) время достижимую (рекордную) степень интеграции до 6млрд транзисторов на кристалле. Однако значительная часть массовых изделий микроэлектронной техники имеет более низкую степень интеграции. При этом, используется менее изощренная (и значит более дешевая) технология, обеспечивающая к тому же высокий выход годных изделий, за счет этого достигается минимизация стоимости изделий.
|
|
|
На заре развития интегральной (планарно-эпитаксиальной) технологии стоимость комплекта технологического оборудования для производства интегральных схем составляла величину порядка 10 млн.долл., а затраты на разработку нового типа микросхемы и подготовка ее производства составляли величину порядка 100 тыс.долл. Поэтому микроэлектронное производство было оправдано только при крупносерийном и массовом производстве, когда количество разных типов ИС невелико. (Сегодня завод для производства современных интегральных схем может стоить до $ 10 млрд.)
При малой степени интеграции количество типов ИМС действительно могло быть малым (в пределе можно обойтись одним типом ЛЭ, реализующим функцию И-НЕ либо функцию ИЛИ-НЕ). Все разнообразие цифровых устройств определялось соединениями между элементами (микросхемами), задаваемыми разработчиком устройства.
Данная таблица безнадежно устарела, ею не следует пользоваться.
| Этап интеграции | Транз./ кристалл | Типовая “начинка” ИМС | Количество типов ИМС в серии |
| Малая | 10...50 | 1...6 логических вентилей | 3...10 |
| Средняя | 100...500 | 2..8 разрядный регистр, счетчик, сумматор | 10...100 |
| 1...5 тыс. | У) АЛУ, блок регистров, ЗУ 0,2...2 К П) ПЗУ 0,2...2 К, ПЛМ 100...500 вентилей З) БМК, заказная ИС 100...1000 вентилей | 5...20 1...10 ? | |
| Микро-процессоры | 10...50 тыс. | У) 8...16 разрядный МП, ЗУ 2...16 К П) ПЗУ 2...16 К, ПЛМ З) БМК, заказная ИС 1...10 тыс. вентилей | 5...20 1...10 ? |
| Микро-системы | 0,1 млн.... >1млрд | У) однокристальный 8…32 разрядный микроконтроллер с набором внутрикристальной периферии П) ПЛМ с 10…100++ тысячами вентилей З) заказная БИС с 10…1000++ тыс. вентилей | 1…5 1…5 |
