小小硅片创奇迹

叶身德

硅，是一种非金属元素，在地壳里，在岩石中存量十分丰富，是仅次于氧的第二多的元素。普通的沙子就是不纯的二氧化硅。把硅提炼成高纯度井制成硅单晶；再把整根的硅单晶切成一片片的薄片就成为硅片。在薄薄的硅片上制造半导体元件、器件和电路的技术，便是当今的微电子技术。

微电子技术的迅速发展，极大地改变了世界的面貌和人类的生活。大的如人造卫星、宇宙飞船，小的如各种家用电器、电子游戏机，无一不是运用微电子技术的结果。可以说，我们天天都在享用着微电子技术带来的成果。 1947 年，科学家研制出世界上第一只半导体三极管，在电子技术中出现

用半导体管代替电子管的新时代。 10 年后的 1958 年，人们成功地把电子电路所必需的元件、器件和连线一起制造在一块小小的硅片上，制成了第一块集成电路。集成电路不但体积小、重量轻、耗能低，而且电路中的元件、器件质量更高，可靠性更好。

通常，人们用面积约为 100 平方毫米、厚度约为 0.2 毫米（像大拇指指甲那样大小）的硅来制造集成电路。60 年代初出现的小规模集成电路，是在这样的硅片上集成 100 只半导体管；60 年代中期出现的中规模集成电路，其集成度已提高到每片制作 1000 只半导体管；70 年代，微电子技术飞速发展， 其集成度已提高到每片制作 1000 只以上半导体管的大规模集成电路；到了

70 年代末，超大规模集成电路问世，其集成度已超过每片 10 万只元件、器

件，甚至突破了每片集成百万只元件、器件的大关。 90 年代，集成电路中

元件、器件和导线的线条其宽度已不大于 1 微米。当前，人们正在进行要求更高的所谓“原子级加工阶段”的试验。

微电子技术的发展，使得传统的庞大的电子设备变成只手可提的便携机，使得过去不能做的事情现今成为可能。

微电子技术最重要的应用领域就是计算机领域。1946 年出现的世界上第一台电子计算机，装有 18000 只电子管，占地 150m2，重达 30 余吨，耗电几

百千瓦，但每秒钟只能做 5000 次加法运算。今天，功能稍力强一点的油珍计算器都比它强。现在的计算机，不仅运算速度大大提高，而且功能不断扩大。

现在使用的用集成电路做成的电视机，跟早期的真空管电视机比，在体积、重量、性能、耗能等方面已有很大的改进。

近年，有人进行微型机器人的试验。用微电子技术制成的微型机器人， 可进入人体的许多部位，甚至进入血管，详细“观察”病变器官，以便医生获得正确的病灶信息，对症下药，把病治好。

总之，作为现代高新技术之一的微电子技术，已经渗透到工业、农业、交通运输、邮电通信、文化艺术、教育卫生、金融贸易等领域，今后将对国民经济、人民生活、科学技术、军事国防产生更为深远的影响。