在電子世界之外,集成電路的發明,開發和應用被認為是現代技術的奇跡。對于那些致力于推動微電子技術發展的人來說,迄今為止進步的速度令人難以置信。此外,VLSI技術仍處于起步階段,有望實現超出當今能力的性能指標。什么時候結束?
為了給微電子及其相關互連和硬件系統的未來25年的一瞥提供一個有意義的視角,我們必須首先進入25年過去。它是1956年,晶體管被設計到最新的系統中,在大多數應用中取代了真空管。計算機具有房間大小,散發大量熱量并執行基本的算術功能。 IC仍然是一種實驗室現象;即使在概念上,電子計算器也聞所未聞。雙面印刷電路板開始取代手工連接的點對點機箱。從本質上講,微電子和互連行業尚未出生。
現在讓我們回到1981年。用一句話來說,“我們走了很長的路,寶貝?!?IC已經成熟,每一項新進展都會觸發擴展的系統性能。電腦是手持的。只需10美元,您就可以在芯片上購買一臺計算機,其性能相當于10年前的10萬美元系統。今年,全球將消耗近90億個IC。
ZAP!筆的另一個筆劃提供了另一個時間扭曲,將我們運送到未來25年。在過去的四分之一世紀里,我們目睹了一些非常有趣的變化?,F在全世界每年消耗近5000億個IC,其中許多IC的性能比1981年最復雜的IC要高出幾個數量級。
DIP終于死了。它只是無法跟上正在建造的超大規模集成(USVLSI)器件所需的密度和高I/O數量。它的死亡之痛開始于80年代后期,當時芯片載體占據了50%的生產應用。緊湊高效的多層主板為芯片載體和多芯片引腳陣列提供互連,與十年前的系統相比,具有非凡的密度和速度優勢。典型的名片大小的板可以安裝兆位的內存和亞納秒級CPU,以及其他奇特的接口和功率密度。
高級互連技術有助于降低成本
在2006年的微電子應用中,硅,鋁,陶瓷和塑料的使用量比以往任何時候都要多。新材料也提供高互連密度。封裝級芯片級和接口密度;包含數百萬個有源器件的芯片很常見。在多人游戲結構中,設備在外部互連,以毫米為單位進行外部互連。
在外部,電子系統的包裝與1981年的系統(主要是計算機和系統)沒有太大差別。面向通信,封裝在桌面大小,桌面或手持配置中。然而,他們的能力卻大幅提升。
此外,每個家庭現在都有自己的計算機,其最新型號通過語音識別和合成與用戶進行通信,并提供即時功能。方言和翻譯能力。我們使用廉價的家用電腦監控我們的能源消耗,并根據需要與中央大型機保持一致,以便定期進行銀行業務,購買商品和進行其他金融交易。金錢不再易手。
計算和通信能力的極低成本反映了硬件層面的進步 - 包括設備技術和互連技術。在許多應用中,單線已經取代了電纜 - 利用多路復用提供的復雜性;在光纖電纜上同時存在大量數據或通信信道。這些系統的成本用美元和便士來表示,而不是像80年代那樣數百美元。
問題待解決
讓我們回到1981年,考慮我們面臨的障礙。如果我們沒有被也存在的外來戰爭武器的爆炸所摧毀,那么我在2006年繪制的電子能力圖片才有可能實現。讓我們希望電子行業在未來25年內取得的進步將有助于將人類聚集在一起,幫助它克服當今社會分裂的意識形態差異。
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