ネットワーク情報概論 ネットワーク情報化社会を支える半導体産業 -- ...
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Naotsugu Ohno 1
ネットワーク情報概論
ネットワーク情報化社会を支える半導体産業
-- 技術と歴史 --
平成15 年 6月17日
インテル株式会社
大野 直次
専修大学ネットワーク情報学部
Naotsugu Ohno 2
IT・ネットワーク情報産業・技術
半導体・ LSI産業・技術
Hardware/ System - Server - Personal Computer - Telephone, Cellar phone - Hub 、 Network
Hardware 構成部品 -筐体 -回路基板 -電源 -抵抗 -コンデンサ- -トランジスター、半導体 - LSI e.t.c
IT ・ネットワーク情報産業と半導体・ LSI 産業・技術との関係
IT ・ネットワーク情報産業
半導体・ LSI 産業・技術
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現代は情報化社会といわれている。 18 世紀後半に英国で始まった産業革命と対比して 20 世紀後半から情報( IT )革命が進行しているといわれている。
産業革命の駆動力蒸気機関の発明・改良 ○ 動力の機械化 ○ 大量生産・大量輸送
情報革命の駆動力半導体を利用した電気信号の増幅器(トランジスタ)の 発明と LSI によるその機能の増大化 ○ 人間の頭脳や神経活動の一部の機械化 ○ 情報処理作業の短縮化、情報処理量の増大化
産業革命と情報革命
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半導体に関する技術と人と研究開発戦略の流れ
① 電信機、無線機の発明と発達 AT&T (アメリカ電話電信会社)② 真空管の発達と、その増幅機能の利用により電話網の充実 AT&T (アメリカ電
話電信会社)③ 半導体を使った増幅器(トランジスタ)の発明と発展 ショックレー半導体
研究所④ IC の発明と発展 フェアチャイルド半導体社⑤ MPU (マイクロプロセッサ)と大容量メモリ( DRAM )の発明と発展 インテル、日本の半導体メー
カー (そして最近は、韓国、台湾)
IC 以前 1950 年代及び以前IC 時代 1960 年代LSI 時代 1970 年代VLSI 時代 1980 年代サブミクロン VLSI 時代 1990 年代ギガビット時代 2000 年代
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半導体・ LSI に関する研究開発とビジネスの歴史① 基本的発明② それの改善、改良、精緻化③ 発明された半導体・ LSI を使用しての応用製品の開発とこれによる 半導体・ LSI 部品需要の形成
[ 出典/日経 BP企画: ICガイドブック(第8版/ 2000年版) (日本電子機械工業会、平成 12年) ]
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集積度による分類 個別半導体: トランジスタ、ダイオード等 集積回路( IC) 小規模集積回路( SSI) : 100 素子 / チップ 以下 中規模集積回路( MSI) : 100~1,000 素子 / チップ 大規模集積回路( LSI) : 1,000~100,000 素子 / チップ 超大規模集積回路( VLSI) : 100,000 素子 / チップ 以上基板構成による分類 モノリシック IC シリコン基板 SOI 基板 ハイブリッド IC 厚獏 IC 薄膜 IC SOI 基板によるデバイス構造による分類 バイポーラ型デバイス npn 構造 pnp 構造 MOS 型デバイス nMOS 構造 pMOS 構造 CMOS 構造 BiCMOS 型デバイス:バイポーラと CMOS との混在機能による分類 デジタル用デバイス メモリ RAM : DRAM 、 SRAM 、 FRAM ROM : RPROM 、 EEPROM 、マスク ROM 、 Flash ロジック MPU 汎用ロジック メモリ・ロジック混在 システムLSI アナログ用デバイス デジタル・アナログ混在デバイス
半導体デバイスの分類
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プリント基板上部品の半導体・ LSI 化
半導体・ LSI デバイスとは、
[ 出典/菊池 正典:やさしくわかる半導体 (日本実業出版社、 2000) ]
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ベル研究所で開発された最初の点接触型トランジスタ ( 1947 年;ブラッテン、バーディーン)
[ 出典/志村 幸雄:にっぽん半導体半世紀( 20世紀最大の技術革新を支えた人と企業) (ダイヤモンド社、 1999) ]
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ショックレー、接合型トランジスタの理論発表 1949 年
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半導体・ LSI デバイスの製造フロー
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CMOS インバータ回路とチップ構造図
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CMOS LSI 製造工程フロー
1. 基板工程の製造フロー ウェル形成
素子分離
ゲート電極形成
ソース・ドレイン形成
層間絶縁膜1形成[ 出典/日経 BP企画: ICガイドブック(第8版/ 2000年版) (日本電子機械工業会、平成 12年) ]
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2. 配線工程の製造フロー コンタクトホール形成
第一層配線( M1)形成
層間絶縁膜2形成
スルーホール形成
第一層配線( M2 )形成
[ 出典/日経 BP企画: ICガイドブック(第8版/ 2000年版) (日本電子機械工業会、平成 12年) ]
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半導体デバイスにおける巨大化と微細化の両面
[ 出典/前田 和夫:はじめての半導体プロセス (工業調査会、 2000) ]
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半導体生産高の地域別シェアの推移[ 出典/前田 和夫:はじめての半導体プロセス (工業調査会、 2000) ]
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