元件数量与连接问题

晶体管缩小了单个电子元件,但复杂设备仍需把大量元件焊接和连接,接线、可靠性和制造成本继续增加。1950年代,工程师讨论如何把更多功能集中在同一块材料上,减少外部连接。德州仪器的杰克·基尔比研究这种办法,仙童半导体的罗伯特·诺伊斯也在不同工艺条件下推进设计。电子电路的规模问题因此进入材料加工,制造方式开始直接影响能够设计多复杂的系统。

参考:[1]

同一材料上的电路

1958年,基尔比演示在半导体材料上形成多个电路元件的装置,初期仍使用细线连接。诺伊斯随后结合平面工艺提出更适合整体制造的互连安排,硅片上的绝缘层和金属连接帮助形成可生产结构。相关专利与技术路线共同进入商业竞争,工厂需要控制污染、图形制作和器件参数。集成不仅要求缩小零件,还要求同一批加工能够稳定完成不同元件及其相互连接。

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芯片制造形成产业

集成电路进入军事、航天和计算设备,生产增长与工艺改进逐渐降低成本。微处理器把大量逻辑功能集中,存储芯片扩大信息容量,消费电子随后成为重要市场。设计工具、晶圆制造、封装和测试形成相互依赖的专业环节,供应链跨越多个地区。更多器件可以放在有限空间内,软件与硬件的关系也随之改变,电子产品更新越来越依靠精细加工和复杂设计共同推进。

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