11、集成电路技术：从标准件到定制化的全面解析

集成电路技术：从标准件到定制化的全面解析

1. 微电子技术的发展历程

微电子技术的发展历程堪称一部技术革新的传奇。自 1948 年第一只晶体管诞生，它便开启了微电子时代的大门。早期，锗晶体管凭借其较高的载流子迁移率，在高频性能上具有一定优势，但由于其温度特性不佳以及难以保护关键的晶体管边界，逐渐被硅技术所取代。

硅技术的崛起得益于平面制造工艺的发展，这种工艺使得所有制造步骤都能在硅片的一个表面上进行，二氧化硅不仅能保护冶金结，还能在需要的区域提供良好的隔离。从 1960 年代开始，硅技术经历了从小规模集成（SSI）到中规模集成（MSI）、大规模集成（LSI），再到如今的超大规模集成（VLSI）和特大规模集成（ULSI）的飞速发展。

在这个过程中，芯片复杂度不断提升，电路性能也得到了极大改善。例如，运算放大器和微处理器的发展就是这一演变的典型代表。同时，芯片尺寸不断增大，特征尺寸不断减小，使得单个芯片上能够集成超过 107 个晶体管。

在技术发展的同时，计算机辅助设计（CAD）也在不断进步。早期的芯片布局设计需要手工在大型绘图板上进行，效率低下且容易出错。随着计算机技术的发展，CAD 工具逐渐出现，从最初的图形机器到如今的工作站和个人计算机，CAD 软件的功能也越来越强大，能够实现从电路设计、仿真到布局设计、测试向量生成等一系列设计阶段的集成。

2. 半导体技术分类

半导体技术主要分为双极型和单极型（MOS）技术。

2.1 双极型硅技术

双极型技术涉及空穴和电子的流动，主要器件包括电阻、二极管和 pnp 或 npn 结型晶体管。其基本制造工艺是平面工艺，通过扩散或注入掺杂硅区