1970 - 首个NMOS集成电路+ Q" Z; }; ?% g7 K! A
+ l2 ^, @5 R. g' O! X2 k5 P IBM的Cogar等人完成首个金属栅的NMOS集成电路流片(fabricate) 1970 - 首个商用的动态随机存储器(DRAM):容量1Kbits(位)
5 i/ ~- D1 I! m0 V: `# 大约1969年,霍尼韦尔的William Regitz在寻求一个半导体厂商合作开发由他及其合作者一种新型的动态存储器(DRAM)单元(Cell)。Intel对这项技术表现出兴趣,并为之启动了一个开发计划,最初的产品被称为i1102。虽然开发出了可以工作的元件,但是1102的确存在问题。基于Ted Hoff已经做的工作,当时主要是寻求3个晶体管(Transistor)的DRAM单元结构,也许是Ted Rowe提出了埋层接触孔(buried contact)的想法,Leslie Vadasz和Joel Karp后来又提出了其他办法的原理图,整个设计由Bob Abbott来完成,最终的产品是i1103并在1970年的10月份正式推向市场。该产品存在成品率问题,产品经理John Reed不得不做了很多改进的版本直到成品率问题解决并具有良好的性能。i1103使用6层MASK,采用8μm硅栅PMOS工艺,具有2,400μm2 的存储单元面积,Die的尺寸差不多是10mm2,售价$21. 1970 - IBM使用半导体存储器替代磁存储器
$ Y; x: r$ Z7 S: w2 s' l IBM在其370的145型号上全部采用半导体存储器。
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$ V0 H& F, T/ k7 Z9 ]1970 - 2.25英寸硅园片使用" F! Q, n9 d$ f9 _+ V4 l
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1971 - 发明紫外擦除的电可编程存储器(UVEPROM): b# j1 A! M0 q" z# ~$ O. i2 a$ P
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Dov Frohman在1969年1Kbit DRAM发布不久之后加入Intel,发明了用于存储程序的电可编程程序存储器(EPROM),而且这种存储器能够保留数据直到使用一定强度的紫外线擦除它的数据。Forhman是第一个UVEPROM发明者、设计者和加工制造者。
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; M" z! ]% K' q5 G9 v2 L* s1971 - 微处理器(Microprocessor)发明
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5 f$ [9 k7 n8 }8 f$ L. n 到1969年的时候,有关可编程处理器(Microprocessor)的概念已经在工业界广为流传了,但是没有人有能力制造这样复杂的东西。Intel却好在那时候开发出一种硅栅工艺,这种工艺使得Intel比同期的半导体厂商具有支持更为复杂电路的制造能力。日本的计算器制造商Busicom要求Intel生产一种台式计算器的晶片组,晶片组共有12个芯片。虽然Intel那时的主要精力在存储芯片上,但是他们还是认真地考虑了这个项目。Intel的Ted Hoff设计12个芯片的晶片组太过复杂,于是决定寻求一种可编程的解决方案。组合了Busicom需求和Intel工艺能力,Intel的管理层决定接受Busicom的要求并签下了$60,000的合同。Hoff设计了一套简单的指令集,这些指令集可以使用相对较少的晶体管来实现(厉害)。大约6个月的时间,这个项目处境窘迫,直到1970年Federico Faggin加入Intel并负责芯片的设计任务。在Faggin上班的第一天,他就和Busicom的代表Masatoshi Shima产生对抗,Masatoshi Shima对过去的6个月项目毫无进展非常失望,经过一番讨价还价,Busicom同意继续开展这个项目,经过连续8个月、每天12-16个小时的努力(这就是创业初期的样子),第一个硅片终于出来了,但是-不工作。问题是一些简单的加工错误。在 1971年,Intel 4004,第一款4位微处理器诞生了,4004是一个包含3个晶片的晶片组:具有2KBit的ROM芯片,320Bit的RAM芯片和一个4位的处理器,每个芯片都采用16管脚的DIP封装。4004处理器一共使用了2,300个晶体管,适用PMOS硅栅工艺,10μm的最小线宽,108KHz时钟输入,芯片(DIE)的面积为13.5mm2。但是Intel并不拥有4004的所有权,直到后来Busicom要求降低采购价格的时候,Intel 才乘机拿回对该技术的所有权。到1972年,Faggin和Shima(已经加入Intel)一起开发了8008-8位微处理器以取代4004。1974年,Intel发布了第一款商业上极为成功的微处理器8080。
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1972 - 发明数字信号处理器(DSP-Digital Signal Processor)9 l. o0 s7 e4 g% S
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Westinghouse的John Murtha等人申报了题为"

rogrammable Digital Signal Processor"的专利,专利不仅阐述了DSP还描述了saturation arithmetic,这是一个直到今天在DSP处理器中都普遍存在、防止溢出的关键概念。1974年这个专利获得授权,专利号:US 3,812,470。 1972 - 具有比例缩放特性MOS晶体管(MOSFET Scaling)
- ~3 f5 S3 Y$ l1 I0 b 1970年,IBM在寻求一种技术以降低RAM的成本,从而使RAM的Bit成本降低到磁存储的Bit成本以下。Dale Critchlow的项目组被要求将每Bit的成本降低到一毫分的水平。在IBM向Critchlow汇报小组由Bob Dennard管理,小组包括Fritz Gaensslen和Larry Kuhn等人,开发单管的DRAM是很好的选择,但是对Cell的尺寸要作很大的缩减(Shrink)才能达到经济性能要求。Critchlow和 Dennard决定将当时的5μm工艺缩减(Shrink)到1μm。Dennard和Gaensslen推导出定常电场的比例缩减定律及其极限。最著名的结论是:如果MOSFET按比例缩减时电场保持常量,则几乎其他所有的晶体管特性都有改善!项目组继续开发1μm器件的设计规则(Design Rules)并在1972年的IEDM上发表了一篇论文。这项工作在1974年的IEDM由Dennad等人继续深化,这就是在半导体器件比例缩减方面最经典的文献:"Design of Ion-Implanted MOSFET's with Very Small Physical Dimensions"。尽管当时没有被普遍认同,比例缩减定律最终终结了双极型(Bipolar)在集成电路领域的统治地位,原因在于双极型工艺不能像 MOSFET那样按比例缩减。在20世纪的90年代初期,MOSFET技术成为高端、高速集成电路的主流工艺。
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1972 - Intel 8008- ^# B1 _- }6 H2 I' B7 ?( H
* A+ g$ u L3 i D( }/ b8 ] 8080微处理器是Intel的4位微处理器4004的后继版本,被用于最初的家用计算机 Mark-8中。8008同样使用10μm线宽的硅栅PMOS工艺(和IBM差得太多,这对一些片面追求最小线宽,认为这样就算是达到集成电路技术高端的人很有教育意义),1层多晶(Polysilicon),1层金属层,8008一共有3,500个晶体管,使用200KHz时钟,芯片的DIE尺寸是 15.2mm2。
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0 R/ [" Y+ m7 n' K1 ]1973 - 商用的双极型-CMOS(BiCMOS)技术! T$ u- ?6 j, a/ x0 ^4 a5 A
) L& I: I' T1 P6 o Polinsky、Schade和Keller向IEDM提交了一份名为"CMOS-Bipolar Monolithic Integrated Circuit Technology"的文献。金属栅的BiCMOS技术被用于加工运算放大器(operational amplifiers) 1973 - 发明照片放大器(Projection Printer)
( I. I0 H0 S( m1 H( B Perkin Elmer发明了照片放大器,现在称为SVG平板印刷技术(Lithography),它在20世纪70年代中期和正光刻胶的使用给光刻(photolithography)技术带来了革命性变化:掩膜(MASK)的缺陷大大降低,相应的,集成电路的成品率有了很大的改善。
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$ n4 ~8 \$ H9 Q2 z9 X4 q& P1973 - 开始使用3英寸的硅片& Y* u! U& U1 r, [, ]! v& w' O: `
4 U5 Y* [, @3 S* r" {! ^2 U Z5 S1974 - 首个具有1个晶体管的4Kbit的DRAM问世
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+ L3 I* _: n: {2 d8 S0 j# N 使用硅栅NMOS工艺的单个晶体管Cell的4Kbit DRAM问世。在DRAM技术史上,单个Cell由3个晶体管转向1个晶体管设计是第一次大的技术转变。硅栅的NMOS工艺需要6层掩膜(MASK),使用8μm线宽的工艺。产品的Cell面积为1,280μm2,芯片的DIE尺寸约15mm2,最初的售价大约为$18。 1974 - Intel 8080
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8080被用于Altair计算机。8080是使用6μm线宽的硅栅NMOS制造,工艺包含1层多晶(polysilicon)和1层金属。8080具有6,000个晶体管,时钟频率2MHz,芯片的DIE尺寸约20.0mm2。
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1975 - 使用100mm的园硅片' b! H: Z6 H# F
) j/ r$ U' P/ o. [7 c' \* T1976 - 16Kbit的DRAM出现( \# m$ H! l! Y7 C
16Kbit的DRAM使用2层多晶(polysilicon)从而允许单个的存储Cell有更高的布线效率。使用2层多晶工艺是DRAM史上的第2次大变革。2层多晶的NMOS工艺使用7层掩膜(MASK),最小线宽5μm,DRAM产品的Cell面积约500μm2,芯片的DIE尺寸约19mm2,初期的售价约$33。
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; j8 S- ]) v3 |: m& i+ P5 k1978 - Intel 8086/80887 q8 `/ A' W3 e4 L1 Y
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8088被IBM选中用于IBM PC,历史上最大的半导体设计赢家产生了。8088/8086使用3μm的硅栅NMOS工艺,1层多晶(Polysicion),1层金属,8088/8086有29,000个晶体管,5-10MHz的时钟频率,28.6mm2的DIE尺寸。两个处理器都使用16位的设计,唯一不同之处是8086使用16位总线,而8088使用8位总线。 1978 - 步进和重复系统(Step and Repeat System)被发明
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GCA推出这样的系统用于圆硅片曝光,这种技术在20世纪80年代由于精度的改善给光刻技术带来了革命,并允许最小线宽进一步缩减。 1978 - 集成电路工艺的年营业额超过100亿$($10-billion)
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' v8 m; B& J( ^9 X8 |7 S7 V( G! A9 Z3 c1979 - 64Kbit DRAM 出现+ [6 @& }4 @+ T2 i& o- H) |) y+ `! H' e
$ l- x0 G# c+ }5 P* d. D3 ` 64Kbit的DRAM使用2层硅栅的NMOS工艺制造,工艺的其它特征:8-10层MASK,3μm最小线宽。DRAM的Cell面积缩减到180μm2,芯片DIE尺寸约31mm2,初期售价约$47。 1979 - 125mm的圆硅片出现