8、超大规模定制微电子：数字、模拟与混合信号技术解析

超大规模定制微电子：数字、模拟与混合信号技术解析

1. 微电子技术的发展历程

微电子技术的发展历程虽不足半个世纪，却已成为影响深远的技术领域。它的起源可追溯到1948年第一只晶体管的发明，早期商用器件为锗结晶体管，但由于锗的温度特性较差，从20世纪60年代起，硅技术凭借平面制造工艺逐渐占据主导地位。

1952年，G. W. A. Dummer首次提出了全互连单片电路的设想，随后美国的德州仪器等公司推动了集成电路的发展。到1962年，小规模集成电路（SSI）开始广泛应用于工业领域。此后，硅技术持续快速发展，芯片复杂度从SSI逐步提升至中规模集成（MSI）、大规模集成（LSI），直至如今的超大规模集成（VLSI）和特大规模集成（ULSI）。

这一发展过程中，芯片性能和成本不断优化，主要得益于晶圆尺寸和芯片面积的增加以及芯片特征尺寸的减小。目前，单芯片上可集成超过107个晶体管。然而，随着器件几何尺寸进入深亚微米级别，光刻技术接近理论极限，以及制造先进微电子电路的成本不断攀升，技术发展速度可能会有所放缓。

在技术发展的同时，计算机辅助设计（CAD）也经历了从早期低效的手工设计到如今功能强大的CAD工具的演变。最初的CAD工具仅能进行芯片布局设计和规则检查，缺乏电路功能验证能力。20世纪70年代末，工作站的出现为CAD带来了重大变革，它不仅具备图形处理能力，还能进行电路设计输入、仿真和测试向量生成等功能。如今，个人计算机（PC）的能力不断提升，也能满足大多数原始设备制造商设计工程师的基本设计需求。

定制微电子技术的出现，旨在满足产品设计师对单一集成电路封装实现特定功能的需求。它具有减少封装数量、缩小产品尺寸、提高产品可靠性和降低功耗等潜在优势。目前