第1章11-13信息与微电子技术-通信技术入门14353.pptx

第1章 信息技术概述1.1 信息与信息技术1.2 微电子技术简介2第1章 信息技术概述1.1 信息与信息技术（1）什么是信息（2）信息处理与信息技术（3）信息处理系统3第1章 信息技术概述信息是什么？(1)n 关于信息（information），至今并没有统一的定义n 日常生活中比较笼统和模糊的几种解释是：n 语言、文字、图画、照片等表示的内容（新闻、消息或知识）n 读书、上课、交谈等所学习和了解的知识、方法、事实和情况n 为了做判断、订计划或求解问题等所需要的数据、资料n 4第1章 信息技术概述信息是什么？(2)n 中国大百科全书的解释：从认识论层次来看，信息是指认识主体所感知或主体所表述的“事物运动的状态及状态变化的方式”n 信息因它所表达的内容而有一定的价值，也因能相互交流而体现其作用n 信息有多种表现形式，语言、文字、声音、图片等都是信息的表现形式(也称为信息的载体或媒体)n 信息与物质和能量同样重要，它是人们认识世界、改造世界的一种基本资源5第1章 信息技术概述什么是信息处理？n 信息处理指的是与下列内容相关的行为和活动：n 信息的收集(如信息的感知、测量、获取、输入等)n 信息的加工(如信息的分类、计算、分析、转换等)n 信息的存储(如书写、摄影、录音、录像等)n 信息的传递(如邮寄、电报、电话、广播等)n 信息的施用(如控制、显示等)6第1章 信息技术概述人工进行信息处理的过程 n 人工信息处理的不足：n 算不快n 记不住n 传不远n 看（听）不清事物客体信息获取(感觉器官)信息加工与存储(大脑)信息传递(神经系统)信息施用(效应器官)信息传递(神经系统)信息技术（IT）手/脚/身眼/耳/鼻/舌/身7第1章 信息技术概述什么是信息技术？n 信息技术（Information Technology，简称IT）指的是用来扩展人们信息器官功能、协助人们更有效地进行信息处理的一门技术。n 信息技术包括：n 扩展感觉器官功能的感测(获取)与识别技术n 扩展神经系统功能的通信技术n 扩展大脑功能的计算(处理)与存储技术n 扩展效应器官功能的控制与显示技术n 8第1章 信息技术概述信息技术的发展历史语言的形成和使用 文字的创造 印刷技术的发明 望远镜、显微镜 电报和电话通信 广播、电视 雷达、卫星（遥感感测）计算机、机器人 因特网（Internet）9第1章 信息技术概述现代信息技术n 3大特征：n 采用电子技术（包括激光技术）n 以数字技术（计算机）为基础n 以软件为核心n 内容：n 计算机、微电子、通信、广播、遥感遥测、自动控制、机器人等10第1章 信息技术概述什么是信息处理系统？n 用于辅助人们进行信息获取、传递、存储、加工处理、控制及显示的综合使用各种信息技术的系统，可以通称为信息处理系统n 信息处理系统的结构：传输/存储信息加工传输/存储控制与显示 感测与识别信息输入信息输出11第1章 信息技术概述信息处理系统举例n 雷达：以感测与识别为主要目的n 电视/广播：以单向、点到多点的信息传递为主要目的n 电话：以双向、点到点的信息交互为主要目的n 银行：以处理金融信息为目的n 图书馆：以信息收藏和检索为主要目的n 因特网：跨越全球的多功能信息处理系统 12第1章 信息技术概述1.2 微电子技术简介（1）微电子技术与集成电路（2）集成电路的制造（3）集成电路的发展趋势（4）IC卡(1)微电子技术与集成电路 微电子技术是信息技术领域中的关键技术，是发展电子信息产业和各项高技术的基础 微电子技术的核心是集成电路技术14第1章 信息技术概述电子电路中元器件的发展演变晶体管(1948)中/小规模集成电路(1950s)微电子技术是以集成电路为核心的电子技术，它是在电子元器件小型化、微型化的过程中发展起来的。大规模/超大规模集成电路(1970s)电子管(1904)15第1章 信息技术概述什么是集成电路？n 集成电路(Integrated Circuit，简称IC)：以半导体单晶片作为基片,采用平面工艺，将晶体管、电阻、电容等元器件及其连线所构成的电路制作在基片上所构成的一个微型化的电路或系统n 集成电路的优点：n 体积小、重量轻n 功耗小、成本低n 速度快、可靠性高超大规模集成电路小规模集成电路16第1章 信息技术概述集成电路的分类n 按用途分：n 通用集成电路n 专用集成电路（ASIC）n 按电路的功能分：n 数字集成电路n 模拟集成电路n 按晶体管结构、电路和工艺分：n 双极型（Bipolar）电路n 金属氧化物半导体(MOS)电路n n 按集成度(芯片中包含的元器件数目)分：集成电路规模 元器件数目小规模集成电路（SSI）100中规模集成电路（MSI）1003000大规模集成电路（LSI）300010万超大规模集成电路（VLSI）10万几十亿极大规模集成电路（ULSI）100万(2)集成电路的制造(选学)集成电路的制造工序繁多，从原料熔炼开始到最终产品包装大约需要400多道工序，工艺复杂且技术难度非常高，有一系列的关键技术。许多工序必须在恒温、恒湿、超洁净的无尘厂房内完成。目前兴建一个有两条生产线能加工8英寸晶圆的集成电路工厂需投资人民币10亿元以上。18第1章 信息技术概述集成电路的制造流程硅抛光片单晶硅锭单晶硅锭经切割、研磨和抛光后制成镜面一样光滑的圆形薄片，称为“硅抛光片”晶圆 晶圆硅平面工艺 硅平面工艺硅平面工艺包括氧化、光刻、掺杂和互连等工序，最终在硅片上制成包含多层电路及电子元件的集成电路。通常每一硅抛光片上可制作成百上千个独立的集成电路，这种整整齐齐排满了集成电路的硅片称作“晶圆”芯片 芯片检测、分类 检测、分类集成电路 集成电路封装 封装对晶圆上的每个电路进行检测，然后将晶圆切开成小片，把合格的电路分类，再封装成一个个独立的集成电路成品测试 成品测试成品 成品进行成品测试，按其性能参数分为不同等级，贴上规格型号及出厂日期等标签，成品即可出厂19第1章 信息技术概述集成电路的封装 集成电路封装目的：电功能、散热功能、机械与化学保护功能 常见的封装方式：n 单列直插式（SIP）n 双列直插式（DIP）n 阵列式（PGA）n 塑料有引线芯片载体（PLCC）n 扁平贴片式(P PQFP)n n 球栅阵列封装 球栅阵列封装(BGA)(BGA)n 小外形封装（SOP）20第1章 信息技术概述FC-PGA2 封装方式（Pentium 4 处理器）集成电路插座 集成电路插座集成电路的封装形式(3)集成电路的发展趋势 集成电路的工作速度主要取决于晶体管的尺寸。晶体管的尺寸越小，其极限工作频率越高，门电路的开关速度就越快，相同面积的晶片可容纳的晶体管数目就越多。所以从集成电路问世以来，人们就一直在缩小晶体管、电阻、电容、连接线的尺寸上下功夫。