席卷全球的“硅谷”热潮
正当晶体管方兴末艾,电子学又在酝酿一次新的革命。电子器件的进一步小型化发展向传统电子线路提出挑战。随着用硅晶体制造电容和电阻的方法出现,人们开始设想:既然电子线路总是由晶体管、电阻、电容和连接导线组成的,能否按照线路所预期功能的要求,从制造一开始就将这些晶体管和元件以及连接导线集成在一起,甚至集成在同一块晶片上呢?这就是后来被称为“集成电路”的设想。
使集成电路由人们脑海中美妙的设想变为现实的是平面硅晶体技术的出现。借助于这一新兴技术,可在单块硅晶体上制造出二极管、三极管、电阻和电容。这样,导致了第三代电子器件——集成电路在六十年代初问世,使电子器件和电子设备的小型化出现了一个大的突破。比起分立元件电路来, 集成电路的优越性是无与伦比的。集成化电子设备体积更小、重量更轻、功耗更省,而且可靠性有显著提高,并由于能实现高效率的工业化生产,成本大大降低。因而,集成电路出现后很快就获得了急速发展。一方面向着更加小型化方向发展,另一方面向着集成度更调换方向发展。1967 年,第四代电子器件——大规模集成电路问世,在这种单块硅片上包含着一千个以上的晶体管和元件。1977 年,诞生了第五代电子器件——超大规模集成电路,在单片钮扣大小的硅片上包含了十万个以上的晶体管和元件。近年来,集成度还在不断地提高,正以惊人的速度向前发展着。1988 年研制出动态存储器,在
一平方厘米左右的硅片上集成的元件多达三千五百万只,这预示着甚大规模集成电路即将出现。
随着集成电路,特别是大规模集成电路的普及应用,电子学又掀起了一场集成化的大革命,现正以不可阻挡的势头推进着,席卷全球。这次新的大革命空前地扩大了电子学的应用领域,为了电子学的进一步发展开辟了道路。由于这场新的革命起源于小小硅片,而硅片的集中生产基地位于美国西海岸的一片谷地。谷地虽小,但因高水平的集成电路工业闻名遐迩,人们称这块谷地为“硅谷”。随着集成电路的普及使用获得日益显著的效益,人们对“硅谷”表现出了巨大的热情,一股在地球上兴建“硅谷”的热潮已经形成。可以说,当今世界,“硅谷”遍地。一个以集成电路为重点的微电子技术的产业已形成,并以十分惊人的速度向前发展。许多国家的政府都把以集成电路为主体的电子工业视为与石油、钢铁等具有同等重要性的国家命脉工业。
集成电路在短短的三十年间,经历了小规模,中规模、大规模、超大规模乃至甚大规模几个阶段。集成电路之所以能获得如此飞速的发展,在于不断地采用新工艺、新技术来完善和更新传统的工艺和设备。例如在集成电路的超精细加工中采用了尖端的电子束、离子束和激光束加工技术,在生产条件方面采用了超净房间、超纯气体及超纯试剂,而在整个生产过程中又采用了计算机辅助设计、计算机辅助工艺制造和计算机辅助测试。集成电路是高密度新技术产业。
在集成电路领域中,通用集成电路的水平反映了集成电路大规模的生产的技术和能力,而专用集成电路则体现了设计技术和能力。专用集成电路是按用户要求而生产的,具有成本低,针对性强、可靠性高等特点,近年来发展很快。
今天,集成电路已全面渗透到各个领域。从电子手表、袖珍计算器等日用品到人造卫星、宇宙飞船等高尖技术,都离不开集成电路。
从第一只电子管诞生到现在,电子器件已经历了“五代”的演变,每一次演变都带来了电子学和电子技术的一次飞跃,正是这一次次的飞跃才迎来了今天的电子新时代。但是,也许人们不曾料到的是:而今,科学家们又在试图运用集成电路的工艺,在硅片上刻蚀一种新型电子器件——真空微电子管。同老式真空管相比,虽说只有一个“微”字之差,但就其各自的功能来说,却有天壤之别。这种真空微电子管集成电路有许多优势,有着广阔的应用前景,将有可能取代目前的晶体管集成电路,成为下一代电子器件。电子管能否东山再起?让我们等着瞧吧!也许过不了几年,电子学的更大的飞跃就会到来。
