1) Дискретная электроника на электровакуумных приборах.

Сборка на платах, соединения – проводами.

2) Дискретная электроника на транзисторах (с 1948г., когда был изобретен биполярный транзистор (Бардин, Бреттейн, Шокли). Эволюция технологии создания дискретных диодов и транзисторов:

Точечные (сварные) 

Высокая нестабильность

Сплавные 

толстые переходы, невоспроизводимы

Диффузионные, имплантационные 

Высокое качество!

3) Интегральные схемы (ИС) по планарной технологии (1957-1958г.) -  ИС (1965)-БИС(1975)-СБИС(1980)-УБИС (1990) и т.д.

4) Функциональные микросхемы, приборы, узлы. Производится интеграция не столько элементов, но и физических явлений и свойств.

Переход ко 2-му и 3-му этапу стал возможен благодаря уменьшению размеров отдельных полупроводниковых элементов (транзисторов, диодов и т.д.).

3-й этап – это этап становления и развития «Микроэлектроники»

Микроэлектроника - область электроники, занимающаяся проблемами конструирования, изготовления и применения ИС.

ИС - изделия электроники, имеющие большую степень интеграции и выполняющие определяющую функцию преобразования и обработки сигналов.

История микроэлектроники (этапы развития)

1)1948 – открытие транзисторного эффекта и изобретение биполярного транзистора (Шокли, Барин, Бреттейн) (Рис. В-1 а)

2)1957-58-разработка планарной технологии + групповой метод + литография.

Разработка планарной технологии базировалось на: (а) локальном легировании (1957); (б) фотолитографии (1958) и (в) применении SiO₂ для защиты p-n-переходов от окружающей среды и в качестве маски в литографии и др. (1958).

Первые ИС-1958-1960, Промышленный выпуск - 1961-63 (США)

Если k=lnN, где k-степень интеграции, N-кол-во элементов в ИС, тогда:

Этапы: 1)1-я половина 60-х: k=1-2; мин.размер элемента -100 мкм (ИС)

2) 2-я пол.60-х-1-я пол.70-х : k=2-3, мин.р-р=10 мкм (СИС)

3) 75-80-е k>=3, мин.р-р=1 мкм (БИС)

4) >80-е k=4, мин.р-р-0.1 мкм (СБИС)

5) Параллельно, начиная с 70-х – 80-х годов - разработка микропроцессоров и микро ЭВМ (ПК, офисное оборудование, бытовое автоматизирование и компьютеризированное оборудование и т.д.). Прогресс в развитии интегральных схем за последние 40 лет можно проследить на рис. В-1.

Рис. В-1 (а) Первый точечный сварной биполярный транзистор (конец 40-х годов XX столетия), и его разработчики: W.Shokley, J.Bardeen, W.H.Brattain

(б) Первая интегральная схема (ИС) – (1958) Kilby, Texass Instruments (TI).	(в) Современная интегральная схема (процессор Intel i7 Nehalem) с ядром 45 нм. Включает: 4 cores (ядра), 8 MB L2 cash, интегрированный контроллер памяти, DDR3 I/O и QPI I/O.

1961: первая коммерческая цифровая ИС; 1966: первая коммерческая MOSFET IC;

1971: Первый микропроцессор (Intel).

Закон Мура

В 1965 году, один из основателей корпорации Intel Гордон Мур, в статье для журнала Electronics предсказал экспоненциальное увеличение (удвоение каждые 18-24 месяца) количества транзисторов в микросхемах (Moore G.E. Cramming more components onto integrated circuits / / Electronics. – 1965. – Vol. 38, № 8. – Р. 114–117) – рис В-2 (а). Выполнение этого эмпирического «закона Мура» подтверждено более чем 40-летней историей развития микроэлектроники (рис. В-2 (б-г)).

(а) (б)

(в) (г)

Рис. В-2. Закон Мура. (а) – Гордон Мур; (б) - рисунок из статьи Мура (1965 г). (в-г) - современные данные о выполнении закона Мура: (в) – замедление на 1-2 порядка, (г) ускорение роста количества элементов на чипе на некоторых этапах развития (например, в 1995-2000); переход к нанометровым размерам элементов СБИС.

Материал из Википедии

Зако́н Му́ра — эмпирическое наблюдение, сделанное в 1965 году (через шесть лет после изобретения интегральной схемы), в процессе подготовки выступления Гордоном Муром (одним из основателей Intel). Он высказал предположение, что число транзисторов на кристалле будет удваиваться каждые 24 месяца. Представив в виде графика рост производительности запоминающих микросхем, он обнаружил закономерность: новые модели микросхем разрабатывались спустя более или менее одинаковые периоды (18—24 мес.) после появления их предшественников, а ёмкость их при этом возрастала каждый раз примерно вдвое. Если такая тенденция продолжится, заключил Мур, то мощность вычислительных устройств экспоненциально возрастёт на протяжении относительно короткого промежутка времени.

Это наблюдение получило название «закон Мура». Существует масса схожих утверждений, которые характеризуют процессы экспоненциального роста, также именуемых «законами Мура». К примеру, менее известный «второй закон Мура», введённый в 1998 году Юджином Мейераном, который гласит, что стоимость фабрик по производству микросхем экспоненциально возрастает с усложнением производимых микросхем. Так, стоимость фабрики, на которой корпорация Intel производила микросхемы динамической памяти ёмкостью 1 Кбит, составляла 4 млн. $, а оборудование по производству микропроцессора Pentium по 0,6-микронной технологии c 5,5 млн. транзисторов обошлось в 2 млрд. $. Стоимость же Fab32, завода по производству процессоров на базе 45-нм техпроцесса, составила 3 млрд. $^[1].

В книге «Искусство схемотехники» Хилла и Хоровица (1980 годы) приводится образное сравнение — если бы Боинг 747 прогрессировал с такой же скоростью, с какой прогрессирует твердотельная электроника, то он умещался бы в спичечном коробке и облетал бы без дозаправки земной шар 40 раз.