集成芯片的发展过程

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集成电路的发展经历了一个漫长的过程，以下以时间顺序，简述一下它的发展过程。1906年，第一个电子管诞生；1912年前后，电子管的制作日趋成熟引发了无线电技术的发展；1918年前后，逐步发现了半导体材料；1920年，发现半导体材料所具有的光敏特性；1932年前后，运用量子学说建立了能带理论研究半导体现象；1956年，硅台面晶体管问世；1960年12月，世界上第一块硅集成电路制造成功；1966年，美国贝尔实验室使用比较完善的硅外延平面工艺制造成第一块公认的大规模集成电路。[2] 1988年：16M
DRAM问世，1平方厘米大小的硅片上集成有3500万个晶体管，标志着进入超大规模集成电路阶段的更高阶段。1997年：300MHz奔腾Ⅱ问世,采用0.25μm工艺，奔腾系列芯片的推出让计算机的发展如虎添翼，发展速度让人惊叹。2009年：intel酷睿i系列全新推出，创纪录采用了领先的32纳米工艺，并且下一代22纳米工艺正在研发。集成电路制作工艺的日益成熟和各集成电路厂商的不断竞争，使集成电路发挥了它更大的功能，更好的服务于社会。
电子管——晶体管——集成电路——超大规模集成电路

芯片可以看做是集成电路块。集成电路块从小规模向大规模发展的历程，可以看做是一个不断向微型化发展的过程。20世纪50年代末发展起来的小规模集成电路，集成度(一个芯片包含的元件数)为10个元件；20世纪60年代发展成中规模集成电路，集成度为1000个元件；20世纪70年代又发展了大规模集成电路，集成度达到10万个元件；20世80年代更发展了特大规模集成电路，集成度超过100万个元件。

随着集成芯片功能的增强和集成规模的不断扩大，芯片的测试变得越来越困难，测试费用往往比设计费用还要高，测试成本已成为产品开发成本的重要组成部分，测试时间的长短也直接影响到产品上市时间进而影响经济效益。为了使测试成本保持在合理的限度内，最有效的方法是在芯片设计时采用可测性设计(DFT)技术。可测性设计是对电路的结构进行调整，提高电路的可测性即可控制性和可观察性。集成芯片测试之所以困难，有两个重要原因：(1)芯片集成度高，芯片外引脚与内部晶体管比数低，使芯片的可控性和可观察性降低；(2) 芯片内部状态复杂，对状态的设置也非常困难。
解决芯片测试的最根本途径是改变设计方法：在集成电路设计的初级阶段就将可测性作为设计目标之一，而不是单纯考虑电路功能、性能和芯片面积。实际上可测性设计就是通过增加对电路中的信号的可控性和可观性以便及时、经济的产生一个成功的测试程序，完成对芯片的测试工作。
可测性设计的质量可以用5个标准进行衡量：故障覆盖率、面积消耗、性能影响、测试时间、测试费用。如何进行可行的可测性设计，使故障覆盖率高，面积占用少，尽量少的性能影响，测试费用低，测试时间短，已成为解决集成电路测试问题的关键。
1 扫描设计
扫描设计是一种应用最为广泛的可测性设计技术，测试时能够获得很高的故障覆盖率。设计时将电路中的时序元件转化成为可控制和可观测的单元，这些时序元件连接成一个或多个移位寄存器(又称扫描链)。这些扫描链可以通过控制扫描输入来置成特定状态，并且扫描链的内容可以由输出端移出。
扫描设计就是利用经过变化的扫描触发器连接成一个或多个移位寄存器，即扫描链。这样的设计将电路主要分成两部分：扫描链与组合部分(全扫描设计)或部分时序电路(部分扫描设计)，很明显的降低了测试向量生成的复杂度。
扫描测试过程
在移位寄存器状态下，第一个触发器可以直接由初级输入端置为特定值，最后一个触发器可以在初级输出直接观察到。因此，就可以通过移位寄存器的移位功能将电路置为任意需要的初始状态，并且移位寄存器的任一内部状态可以移出到初级输出端，进行观察，即达到了可控制和可观察的目的。此时，每一个触发器的输入都可以看作是一个初级输入，输出可以看作一个初级输出，电路的测试生成问题就转化成一个组合电路的测试生成问题。电路的测试过程可以分成以下的步骤：
(1)将时序单元控制为移位寄存器状态，即scan—en=l，并将O，1序列移入移位寄存器， 然后移出，测试所有时序单元的故障；
(2)将移位寄存器置为特定的初始状态；
(3)将所有时序单元控制为正常工作状态，即scan一en=0，并将激励码加载到初级输入端；
(4)观察输出端数据；
(5)向电路加时钟脉冲信号，将新的结果数据捕获到扫描单元中；
(6)将电路控制为移位寄存器状态，即scan—en=l，在将移位寄存器置为下一个测试码初态的同时，将其内容移出，转步骤。
2边界扫描技术
边界扫描技术是各集成电路制造商支持和遵守的一种可测性设计标准，它在测试时不需要其它的测试设备，不仅可以测试芯片或PCB板的逻辑功能，还可以测试IC之间或PCB板之间的连接是否存在故障。边界扫描的核心技术是扫描设计技术。
边界扫描的基本思想是在靠近待测器件的每一个输入/输出管脚处增加一个边缘扫描单元，并把这些单元连接成扫描链，运用扫描测试原理观察并控制待测器件边界的信号。在图3中，与输入节点X1，X2…、Xm和输出节点Y1，Y2…、Ym连接的SE即为边界扫描单元，它们构成一条扫描链(称为边界扫描寄存器一BSR)，其输入为TDI(Test Data Input)，输出TD0(Test Data 0ut)。在测试时由BSR串行地存储和读出测试数据。此外，还需要两个测试控制信号：测试方式选择(Test Mode Select—TMS)和测试时钟(Test C1ock—TCK)来控制测试方式的选择。
边界扫描技术降低了对测试系统的要求，可实现多层次、全面的测试，但实现边界扫描技术需要超出7%的附加芯片面积，同时增加了连线数目，且工作速度有所下降。
3 内建自测试设计
传统的离线测试对于日趋复杂的系统和集成度日趋提高的设计越来越不适应：一方面离线测试需要一定的专用设备；另一方面测试向量产生的时间比较长。为了减少测试生成的代价和降低测试施加的成本，出现了内建自测试技术(BIST)。BIST技术通过将外部测试功能转移到芯片或安装芯片的封装上，使得人们不需要复杂、昂贵的测试设备；同时由于BIST与待测电路集成在一块芯片上，使测试可按电路的正常工作速度、在多个层次上进行，提高了测试质量和测试速度。
内建自测试电路设计是建立在伪随机数的产生、特征分析和扫描通路的基础上的。采用伪随机数发生器生成伪随机测试输入序列；应用特征分析器记录被测试电路输出序列(响应)的特征值：利用扫描通路设计，串行输出特征值。当测试所得的特征值与被测电路的正确特征值相同时，被测电路即为无故障，反之，则有故障。被测电路的正确特征值可预先通过完好电路的实测得到，也可以通过电路的功能模拟得到。
由于伪随机数发生器、特征分析器和扫描通路设计所涉及的硬件比较简单，适当的设计可以共享逻辑电路，使得为测试而附加的电路比较少，容易把测试电路嵌入芯片内部，从而实现内建自测试电路设计。
在产品设计中，离散元件具有很大灵活性。在进行需要超出标准解决方案要求的特定传输功率级或接受机灵敏度的电路设计时，这些设备(如LNA、大功率放大器等)是很有用的。然而，由离散有源元件决定的设计通常需要大量附加的离散有源元件、无源元件、滤波器及开关，以便补偿发射线的阻抗不匹配、信号级转换、隔离、及电压增益分配。当镓化砷设备与其它技术接口时(如双极硅或锗化硅)，这点很重要。 不过，离散元件给生产过程增加了附加成本。比如说，当拾放设备无法组装非标准尺寸的部件或当PCB需要返工时。值得注意的是在WLAN无线设备生产过程的大部分成本都来自于离线装配的数量、测试和返工工艺，返工一个无线设备的成本相当于原料费用的20%。 另一方面，集成RF芯片组生产成本一般较低并能制造较高性能的无线设备。把发射和接收功能如LNA、混频器、LO、集成器、PLL和AGC集成到一个单模块电路中有如下优点： 互联阻抗易匹配
低噪声设计，减少内部调制产品
优化了不同阶段间的增益平衡
更少的外部无源元件 ATI、Nvidia在显卡市场上的竞争延续多年，不过实际上英特尔才是显卡市场上的绝对老大。对于传统办公用户以及家庭用户而言，采用非独立设计的集成显卡的PC系统超过60%，而英特尔在其中占据绝大多数。集成图形芯片在性能上还无法达到独立显卡那样的高度，但是它们售价更低，同时也可以满足大多数主流应用的需要。我们今天要看到的就是新一代集成芯片组在游戏性能上的对比。
945G
i945G芯片组实际上就是在i945P芯片组上加入了图形芯片，支持英特尔奔腾4、奔腾D和赛扬处理器。尽管英特尔已经有了新产品，但是945G芯片组仍然有着相当大的销量。不少主板厂商已经推出了自己采用945G芯片组、支持LGA775接口英特尔酷睿2双核处理器的主板产品，大大的延长了945G的产品寿命。
实际上945G芯片组的技术规格并不是太过时，尽管无法支持DDR2-800内存，但同样提供了4个SATA接口和8个USB 2.0接口，对于DDR2-667内存也有很好的支持，并不比其它集成芯片组差多少。
不过就芯片组的集成图形芯片GMA950而言，这款芯片的规格确实有些落后了。GMA950是英特尔第二代硬件支持T&L技术的产品，最高工作频率400Mhz，可以提供1600MPixel/s的象素填充率，拥有4条象素渲染管线，最高可以支持224MB的共享显存。英特尔在这款产品的开发中对于视频解码播放能力投入了不小精力，在其它地方就有些欠缺了。
GMA950的核心对于Shader Model 3.0提供有限的支持，对于DirectX 9也同样如此，不过它可以在微软的Windows Vista中支持Aero特效界面。只是GMA950的T&L引擎并不是由硬件实现的，而是由显卡驱动转交给CPU来进行处理。
在输出接口上，GMA950的集成RAMDAC工作频率400MHz，可以支持最高2048×1536×75Hz分辨率。GMA950也可以支持DVI输出，不过这里需要一块额外的子卡（PCIe ×16接口）。
G965
G965是英特尔推出的最新集成芯片组，也是和英特尔酷睿2双核处理器同期发布的。这款芯片组可以支持DDR2-800内存（非正式），ICH8南桥同时提供了10个USB 2.0接口和6个SATA接口，不过同时也省却了PATA接口。所以采用ICH8南桥的主板只能通过额外的控制器才能提供传统的IDE接口支持。
在图形芯片上，G965可以说是英特尔对自己的一次突破。集成的图形芯片组代号GMA X3000，芯片采用了很多全新设计和架构，拥有自己的硬件象素、顶点处理单元，支持SM 3.0技术，完全符合微软Windows Vista Aero Premium的要求。同时英特尔还在GMA X3000上加入了更多的视频解码能力，首次支持WMV9的硬件加速。
GMA X3000拥有8个处理单元，采用统一架构设计的处理单元可以根据需要进行象素/顶点处理工作，也可以用作视频播放时的加速。这样的设计实际上和NVIDIA的G80一样，硬件设计上是符合DirectX 10的要求，英特尔称只要加上合适的驱动就可以提供DX 10的完善支持。
GMA X3000核心工作频率667MHz，象素填充率为1333Mpixel/s。这样的数据还比不上GMA 950，使得GMA X3000核心会在一些应用中比不上后者。核心最高可以支持384MB的共享显存，集成RAMDAC工作频率同样400MHz，在显示输出特性上和GMA 950一样。
这里需要提醒一下，G965芯片组是唯一集成GMA X3000图形芯片的产品。965系列的其它产品使用的图形核心为GMA 3000，不具有硬件着色处理单元和视频加速能力，更接近GMA 950的规格。
Geforce6150
上面介绍的两款芯片组自然是针对英特尔平台的，下面要说的当然就是AMD平台上的选择了。我们首先要看到的是NVIDIA的GeForce 6150。
这款产品实际上是一年多以前发布的，不过在市场上的反响不错，一直延续到今天。芯片组支持Socket AM2接口的AMD处理器，配合nForce 430南桥芯片可以提供8个USB 2.0接口、4个SATA接口、千兆网卡和HD Audio音频系统。
GeForce 6150集成的图形芯片只有2个象素管线，不过硬件对于SM 3.0提供完备的支持。核心工作频率475Mhz，象素填充率950Mpixel/s，最高支持256MB显存，可以全效支持Vista的Aero界面。
NVIDIA同样为GeForce 6150提供了视频硬件加速功能，支持高画质缩放和高清视频解码。RAMDAC工作频率300Mhz，最高支持1920×1440×75Hz分辨率，提供DVI输出功能，一般不需要子卡。

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黄冈市18581657059： 集成芯片 - 搜狗百科？
尤送参蛇： 视频就太难找了.大致说下吧 集成电路的发展经历了一个漫长的过程,以下以时间顺序,简述一下它的发展过程.1906年,第一个电子管诞生;1912年前后,电子管的制作日趋成熟引发了无线电技术的发展;1918年前后,逐步发现了半导体材...

黄冈市18581657059： 芯片技术的发展历史是怎样的呢? ？
尤送参蛇： 此后百年间,随着晶体管与集成电路的成功开发,人类开始步入速度惊人的芯片时代

黄冈市18581657059： 我国集成电路发展历史有哪些呢? ？
尤送参蛇： 我国集成电路发展历史我国集成电路产业诞生于六十年代,共经历了三个发展阶段:1965年1978年:以计算机和军工配套为目标,以开发逻辑电路为主要产品,初步建立集成电路工业基础及相关设备、仪器、材料的配套条件1978年1990年:主要引进美国二手设备,改善集成电路装备水平,在“治散治乱”的同时,以消费类整机作为配套重点,较好地解决了彩电集成电路的国产化1990年2000年:以908工程、909工程为重点,以CAD为突破口,抓好科技攻关和北方科研开发基地的建设,为信息产业服务,集成电路行业取得了新的发展

黄冈市18581657059： 集成电路的发展经历了哪些阶段? ？
尤送参蛇： 自此,把所有元件集成到单一硅片上的想法得以实现,小规模集成电路(SmallScaleIntegration,SSI)时代始于1960年代早期,后来历经中规模集成电路(MediumScaleIntegration,MSI,1960年晚期)、大规模集成电路和超大规模集成电路(1980年早期)

黄冈市18581657059： 谁能告诉我计算机芯片的发展史? - ？
尤送参蛇： 英特尔(Intel)(NASDAQ: INTC, 港交所:4335),是目前世界上最大的设计和生产微处理器及其专业集成电路的跨国公司.总部位于美国加州圣克拉拉.英特尔最著名的产品是80x86和奔腾系列微处理器.英特尔同时也生产网卡和主板芯片...

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黄冈市18581657059： 集成电路的历史发展分为几个进程? ？
尤送参蛇： 1952年,英国科学家达默提出了集成电路的最初设想.1958年,美国德克萨斯仪器公司工程师基尔比(1923—2004)用半导体单晶硅制成了世界上第一块由4个电子元件构成的集成电路.同年,美国仙童电子公司的诺伊斯(1927—1990)在氧化膜上通过铝条连线使各元件连为一体,不仅使集成电路从实验室研制阶段转入工业生产阶段,并为其推广使用铺平了道路.