微芯片的介绍

1. 微芯片的介绍

微芯片是由杰克·基尔比（Jack Kilby）在1958年9月12日发明的，这个装置揭开了人类二十世纪电子革命的序幕，同时宣告了数字时代的来临。微芯片是采用微电子技术制成的集成电路芯片，它已发展到进入千兆（芯片GSI）时代。

2. 微芯片有什么用途？

微芯片是采用微电子技术制成的集成电路芯片，它已发展到进入千兆（芯片GSI）时代。微芯片上的器件密度已达到人脑中神经元密度水平。这样水平的微芯片将促使计算机及通信产业更新换代，大大改变人们生产、生活的面貌。科学家们已在讨论把微芯片记忆线路植入人的大脑以治疗老年性痴呆症，或增加人的记忆能力的可能性。用微芯片制做的手提式超级计算机、电子笔记本、微型翻译机和便携式电话等已陆续出现。

3. 微芯片有哪些用途？

微芯片是采用微电子技术制成的集成电路芯片，它已发展到进入千兆（芯片GSI）时代。微芯片上的器件密度已达到人脑中神经元密度水平。这样水平的微芯片将促使计算机及通信产业更新换代，大大改变人们生产、生活的面貌。科学家们已在讨论把微芯片记忆线路植入人的大脑以治疗老年性痴呆症，或增加人的记忆能力的可能性。用微芯片制做的手提式超级计算机、电子笔记本、微型翻译机和便携式电话等已陆续出现。

4. 微芯片的概述

名称： 微芯片主题词或关键词： 信息科学 芯片 集成电路微芯片（microchip，有时简称芯片）是一片包起来的计算机电路（一般叫集成电路），它是用一种原料例如硅（silicon）在很小的体积上制成的。微芯片是用来进行程序逻辑（逻辑或微处理器芯片）和计算机存贮（存贮器或可存期存贮器）的。微芯片也用来既包括逻辑又包括存贮，还可能为了特殊目的，例如模拟数字转化（analog-to-digital conversion）、位片和网关。

5. 微芯片的发明者

杰克·基尔比（Jack Kilby，1923年11月8日－2005年6月20日）在我们这个世界上，如果说有一项发明改变的不是某一领域，而是整个世界和革新了整个工业体系，那就是杰克发明的集成电路微芯片。1958年9月12日，这是一个伟大时刻的开始，美国德州仪器公司工程师‘杰克.基尔比’发明了世界上第一颗集成电路IC微芯片。这个装置揭开了人类二十世纪电子革命的序幕，同时宣告了数字时代的来临。2000年他获得了诺贝尔物理学奖，这是一个迟来了四十二年的诺贝尔物理学奖。这份殊荣，因为得奖时间相隔越久，也就越突显他的成就。迄今为止，人类的电脑、手机.互联网.电视.照相机.DVD及所有电子产品内的核心部件【集成电路】，都源于他的发明。1947年，正好是贝尔实验室宣布发明了晶体管的一年，应用晶体管组装的电子设备还是太笨重了。显然这时个人拥有一台计算机，仍然是一个遥不可及的梦想。科技总是在一个个梦想的驱动下前进。1952年，英国雷达研究所的G·W·A·达默首先提出了集成电路的构想：把电子线路所需要的晶体三极管、晶体二极管和其它元件全部制作在一块半导体晶片上。虽然从对杰克·基尔比的自述中我们看不出这一构想对他是否有影响，但我们也能感受到，微电子技术的概念即将从工程师们的思维里喷薄而出。当时在德州仪器专注电路小型化研究的基尔比，利用多数同事放假、无人打扰的两周思考难题。就在贝尔实验室庆祝发明电晶体十周年后一个月，基尔比灵光涌现，在办公室写下五页关键性的实验日志。基尔比的新概念，是利用单独一片矽做出完整的电路，如此可把电路缩到极小。当时同业都怀疑这想法是否可行，「我为不少技术论坛带来娱乐效果，」基尔比在他所着「集成电路IC的诞生」一文中形容。1958年.世界上第一个集成电路IC微芯片在他的努力下诞生。

6. 微电路的应用

微电路pn结瞬态电离辐射响应二维数值模拟瞬态Χ射线、X射线脉冲辐照,会使器件的电性能发生瞬间变化。由于电离效应,在器件中会产生光电流。光电流的产生给电子系统引入附加信号使其功能改变,严重者可使器件的引线烧毁造成永久性破坏。光电流的大小与射线的强度、脉冲持续时间、器件种类、偏置高低和负载大小等因素有关。因此抗瞬态辐射加固是电子系统抗辐射加固研究中的重要组成部分。光电流由漂移电流和扩散电流两部分构成。漂移电流与偏置场强有关;扩散电流与扩散长度和少子寿命有关。Wirth和Rogers在1964年提出了光电流的一维解析模型。包括耗尽区中产生的光电流瞬时分量漂移电流和PN结两侧一个少数载流子扩散长度内产生的光电流延迟分量。

7. 微芯片能有多厉害?

20世纪60年代时，正是电脑革命的初期，有个叫戈登 •摩尔（Gordon Moore）的人（他后来成为英特尔公司的创办 人之一）注意到了，电脑科技的成长有个不同寻常的特性: 电脑的记忆体（你能储存的信息量）总是每隔两年增加一 倍。自此以后，我们也认识到,几乎每一种电脑指标——线 路大小、程序处理的速度等——似乎每两年总要增加一倍。 总体来说，这类观察常被称做“摩尔定律”（Moore's Law）。
首先,你应该能分辨清楚,摩尔定律不是一个像牛顿的 万有引力定律那样是大自然的定律。显而易见地看到，计 算、信息处理有关的科技,已发展得非常迅速。我认为它最 突出的地方，是这发展似乎是独立于所应用的科学技术。 例如，在20世纪60年代后期,没有人可能预示到现代的微 芯片制造方法与线路设计的方法,然而在那时,其发展速度 和今天的速度不相上下，但与中间发生许多次技术革命却 无关。
为了让你明白发展的速度，我们可以讨论技术能力的 衡量标准——我们能刻画在微芯片上的最小形状。在20 世纪60年代，我们能画出的最小线条的宽度大约是20微 米一大致是20万个原子的距离（1微米等于1公尺的 100万分之一）。
自此以后,这线条宽度就一直不停地降 低，在20世纪70年代后期集成电路高峰时,达到了 5微米 （大约5万个原子的距离），在20世纪80年代的个人电脑加微芯片的时代达到了 1微米（大约1万个原子的距离）, 而在今天约是0.1微米——几百个原子合起来的宽度。 我想不出更好的办法，来说明摩尔定律独立于技术这一事 实3作这些线条的“方式”，从20世纪70年代到现在, 已经经历了好几场革命了，然而其大小的下降速度,却似乎 是稳定和不变的。
我们亲眼看到过这样的技术发展，那么对于未来的电 脑，我们能有什么预测呢？我个人的想法是,电脑不大可能 变得比现在小得很多，理由有好几个。其中之一是,今天强 调的重点不在大型的主机电脑，而在能够连接起来形成网 络的小型单元上。在这种情况下，电脑大小的限制并不是 由技术设定的，而是由人类的心理决定。例如，膝上电脑不 可能变得比现在的小得太多，因为人类手指的大小是如此 ——在目前，你惟一能把信息输入电脑的方法是打字。
（当 然,这个限制可能会改变，如果电脑能学会遵从声音命令, 像在科幻电影Star Trek中那样）。此外，人类眼睛能轻松 阅读的字母大小，也被我们用来显示计算结果的屏幕大小 所限制。因此，在一个实际的意义下,微芯片大小的限制， 将不是决定携带型电脑大小和重量的因素。重量主要由 （如现在已是如此的）电池的重量所决定,而整体大小，则由 人类手指头的大小和人类眼睛的锐利程度所决定。
此外,以微芯片而论，我们几乎已达到了遭遇基本物理 极限的地步了。以能刻画在微芯片上最小的形状为例，现 在已在进行中的一些研究计划，是制造出只有几百个原子 宽度的线条,但到了这层次，我们就开始遭遇困难了。例 如，在这么窄的通道里，很难让电子转急弯——它们常常会 从边上流漏出去。这类困难,必然会在线条宽度再变窄后更为严重。
此外,还有一个绝对的限制，大约是千分之一微 米（约为一个原子的宽度），也就是摩尔定律预测将于公元 2060年达到的宽度。即使在原理上，也都不可能把比这更小的结构刻画在硅片上。我发现，电脑能力成长有个特性特别引人入胜。我们能刻画出的最小形状,显然会影响许多其他数量,比如能放 在单一晶片上的晶体管数量。如果你对于这关系设立一些 合理的假设，将结果延伸到未来，你会发现，大致在公元2020年到2030年间，我们将能把至少1000亿个晶体管放在L颗方肉羹大小的结构里,这相当于人类大脑里神经元 的数目。换句话说，如果未来的电脑技术进步速度还是和 过去一样，则在本书读者许多人有生之年内，我们将能（至 少在原理上）制造出一个在大小（如果不是在复杂度）上可 以和人类大脑相提并论的人造系统。

8. 微型计算机中的微处理器芯片集成了

微型计算机的微处理器芯片上集成了控制器和运算器。1、控制器，微处理器中的控制器是核心中的核心，微型计算机能有条不紊的自动工作，靠的就是控制器的统一指挥。控制器也可以细分，由程序计数器、时序发生器、指令译码器和各种寄存器组成。通常控制器按照程序计数器取指令，然后译码，通俗地讲就是翻译这条指令是干什么用的，然后驱动运算器工作。2、运算器，微处理器中的运算器，可以完成算术逻辑运算，比如常见的位运算，向左移动，向右移动，与运算，或运算，非运算等；还有加法运算、减法运算、乘法运算、除法运算等。运算器也可以细分，内部由数据缓冲器、算术逻辑单元、通用寄存器和状态寄存器组成。