専修大学ネットワーク情報学部
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
Naotsugu Ohno
1
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
IT・ネットワーク情報産業・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
Naotsugu Ohno
半導体・LSI産業・技術
半導体・LSI産業・技術
2
産業革命と情報革命
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
Naotsugu Ohno
3
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
Naotsugu Ohno
4
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
Naotsugu Ohno [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)] 5
半導体デバイスの分類
集積度による分類
基板構成による分類
構造による分類
機能による分類
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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
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
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
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
6
半導体・LSIデバイスとは、
プリント基板上部品の半導体・LSI化
Naotsugu Ohno
[出典/菊池 正典:やさしくわかる半導体 (日本実業出版社、 2000)]
7
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)
Naotsugu Ohno
[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)]
8
ショックレー、接合型トランジスタの理論発表
Naotsugu Ohno
1949年
9
Naotsugu Ohno
10
Naotsugu Ohno
半導体・LSIデバイスの製造フロー
11
CMOS インバータ回路とチップ構造図
Naotsugu Ohno
12
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
Naotsugu Ohno
[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)]
13
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
Naotsugu Ohno
[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)]
14
半導体デバイスにおける巨大化と微細化の両面
Naotsugu Ohno
[出典/前田 和夫:はじめての半導体プロセス (工業調査会、 2000)]
15
半導体生産高の地域別シェアの推移
Naotsugu Ohno
[出典/前田 和夫:はじめての半導体プロセス (工業調査会、 2000)]
16
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