集成电路发展历史

1947年12月：威廉·邵克雷（William Shockley）、约翰·巴顿（John Bardeen）和沃特·布拉顿（Walter Brattain）成功地在贝尔实验室制造出第一个晶体管。

    1950年：威廉·邵克雷开发出双极晶体管（Bipolar Junction Transistor），这是现在通行的标准的晶体管。

    1953年：第一个采用晶体管的商业化设备投入市场，即助听器。

    1954年10月18日：第一台晶体管收音机Regency TR1投入市场，仅包含4只锗晶体管。

    1961年4月25日：第一个集成电路专利被授予罗伯特·诺伊斯（Robert Noyce）。最初的晶体管对收音机和电话而言已经足够，但是新的电子设备要求规格更小的晶体管，即集成电路。

    1965年：摩尔定律诞生。当时，戈登·摩尔（Gordon Moore）预测，未来一个芯片上的晶体管数量大约每年翻一倍（10年后修正为每两年），摩尔定律在Electronics Magazine杂志一篇文章中公布。

    1968年7月：罗伯特·诺伊斯和戈登·摩尔从仙童（Fairchild）半导体公司辞职，创立了一个新的企业，即英特尔公司，英文名Intel为“集成电子设备（integrated electronics）”的缩写。

    1969年：英特尔成功开发出第一个PMOS硅栅晶体管技术。这些晶体管继续使用传统的二氧化硅栅介质，但是引入了新的多晶硅栅电极。

    1971年：英特尔发布了其第一个微处理器4004。4004规格为1/8英寸x 1/16英寸，包含仅2000多个晶体管，采用英特尔10微米PMOS技术生产。

    1978年：英特尔标志性地把英特尔8088微处理器销售给IBM新的个人电脑事业部，武装了IBM新产品IBM PC的中枢大脑。16位8088处理器含有2.9万个晶体管，运行频率为5MHz、8MHz和10MHz。8088的成功推动英特尔进入了财富（Forture）500强企业排名，《财富（Forture）》杂志将英特尔公司评为“七十大商业奇迹之一（Business Triumphs of the Seventies）”。

    1982年：286微处理器（又称80286）推出，成为英特尔的第一个16位处理器，可运行为英特尔前一代产品所编写的所有软件。286处理器使用了13400个晶体管，运行频率为6MHz、8MHz、10MHz和12.5MHz。

    1985年：英特尔386微处理器问世，含有27.5万个晶体管，是最初4004晶体管数量的100多倍。386是32位芯片，具备多任务处理能力，即它可在同一时间运行多个程序。

    1993年：英特尔奔腾处理器问世，含有3百万个晶体管，采用英特尔0.8微米制程技术生产。

    1999年2月：英特尔发布了奔腾III处理器。奔腾III是1x1正方形硅，含有950万个晶体管，采用英特尔0.25微米制程技术生产。

    2002年1月：英特尔奔腾4处理器推出，高性能桌面台式电脑由此可实现每秒钟22亿个周期运算。它采用英特尔0.13微米制程技术生产，含有5500万个晶体管。

    2002年8月13日：英特尔透露了90纳米制程技术的若干技术突破，包括高性能、低功耗晶体管，应变硅，高速铜质接头和新型低-k介质材料。这是业内首次在生产中采用应变硅。

    2003年3月12日：针对笔记本的英特尔迅驰移动技术平台诞生，包括了英特尔最新的移动处理器“英特尔奔腾M处理器”。该处理器基于全新的移动优化微体系架构，采用英特尔0.13微米制程技术生产，包含7700万个晶体管。

    2005年5月26日：英特尔第一个主流双核处理器“英特尔奔腾D处理器”诞生，含有2.3亿个晶体管，采用英特尔领先的90纳米制程技术生产。

    2006年7月18日：英特尔安腾2双核处理器发布，采用世界最复杂的产品设计，含有17.2亿个晶体管。该处理器采用英特尔90纳米制程技术生产。

    2006年7月27日：英特尔酷睿2双核处理器诞生。该处理器含有2.9亿多个晶体管，采用英特尔65纳米制程技术在世界最先进的几个实验室生产。

    2006年9月26日：英特尔宣布，超过15种45纳米制程产品正在开发，面向台式机、笔记本和企业级计算市场，研发代码Penryn，是从英特尔酷睿微体系架构派生而出。

    2007年1月8日：为扩大四核PC向主流买家的销售，英特尔发布了针对桌面电脑的65纳米制程英特尔酷睿2四核处理器和另外两款四核服务器处理器。英特尔酷睿2四核处理器含有5.8亿多个晶体管。

    2007年1月29日：英特尔公布采用突破性的晶体管材料即高-k栅介质和金属栅极。英特尔将采用这些材料在公司下一代处理器——英特尔酷睿2双核、英特尔酷睿2四核处理器以及英特尔至强系列多核处理器的数以亿计的45纳米晶体管或微小开关中用来构建绝缘“墙”和开关“门”，研发代码Penryn。采用了这些先进的晶体管，已经生产出了英特尔45纳米微处理器。

    图5　1947年第一个晶体管

    nMOS晶体管便宜，但是静态下也消耗功率，于是出现CMOS，具有低静态功耗。

    图6　Intel 1101 256-bit SRAM（左）和早期的 CPU 4004 4-bit mProc（右）

    图7　Intel奔腾CPU早期

    图8　Intel　PIV

    Pentium4 “Northwood” Commercial Production：2001年

    图9　多晶硅工艺发展情况

    图10　0.20μm Geometry/SMIC 0.13μm CMOS工艺

    图11　未来工艺MEMS　The world's smallest guitar is 10 micrometers long

    图12　未来工艺MEMS

    现在，摩尔定律在计算机行业里已是众所周知了。摩尔定律最现代和流行的表达即是：在价格不变的情况下，计算机芯片（集成电路，即IC）的运算能力每18个月提高1倍；或是，芯片上的晶体管数量每18个月翻一番。人们因此把摩尔定律称为计算机革命的基础。

    然而，摩尔定律与牛顿的万有引力定律或爱因斯坦的相对论是完全不同的，后两者的阐述是十分正确的。摩尔定律只是一个快速的推测，一个基于当前事件，而对未来发展的推测。Integration Levels：

    1．SSI：Small-scale Integration，Gates< 102门；

    2．MSl：Medium-scale Integration，10< Gates < 10003门；

    3．LSl：Large-scale Integration，Gates> 10004门；

    4．VLSI：Very Large-scale Integration，Gates>1000005门；

    5．SoC：Million Gate，Software与Hardware软硬协同设计.