微电子器件主要包括两个部分,即
半导体集成电路和半导体器件。半导体集成电路主要包括
数字集成电路、模拟集成电路和数模混合(混合信号)集成电路。半导体器件主要包括微波功率器件和其他的
半导体分立器件。微电子工艺技术主要分为
单片集成电路、分立半导体器件技术以及微组装和微封装的混合集成技术。
军用
微电子技术与整个微电子的发展规律雷同。在过去的50多年,尤其是近30年的时间里,微电子技术是沿着两条并行相关而独立的路线向前发展,第一条线路是按照摩尔定律在硅数字集成电路方面的进步(技术推动)。军用硅集成电路面临的难题是如何解决芯片结构的复杂性及设计问题。同时,高可靠的半导体材料和工艺技术也是按照这一发展路线进行了成功的研发,形成了微电子元器件技术与产品的发展主流,以及军民集成电路的协同发展局面。第二条线路是迄今为止主要是由军事需求牵引。由于军事电子装备对高频器件的迫切需求,主要是解决微波和毫米波功率器件以及微波单片集成电路(MMIC),又驱使人们对
化合物半导体进行看深入的研究。与硅集成电路不同,微波功率器件和MMIC主要挑战有三方面,即解决
化合物半导体材料生长的控制问题,实现器件的一致性;实现芯片上的无源阻抗匹配元件;实现布线管理以控制芯片的信号传输阻抗。
我国的军用微电子元器件经过多年的努力,尤其通过近10年的快速发展,军用集成电路实现了0.25μm-0.5μm、5英寸-6英寸的工艺水平;产品设计达到0.18μm-90nm,数千万门的能力。军用4英寸砷化镓MMIC和VSHIC科研开发的工艺线从0.5μm提高到了0.25μm;高性能信号处理器件可以兼容奔腾586CPU/ADSP21060/TMS320C6711和PowerPC603e芯片,星用抗辐射处理器(SparcV8)基于SOI工艺的1750A微处理器等开发成功,缩小了我国与国际水平之间的差距;已定型成产的386/387、486等兼容CPU,TMS320C25/3X/50和ADSP21160等兼容DSP;4M位-16M位存储器,高性能门阵列器件等,完全可以替代进口产品。8位200MSPS /D转换器、12位50MSPS A/D转化器、16位2MSPS A/D转换器、14位300MHz DDS和抗辐射器件DC/DC电源等相继研制成功,缓解了我国高新武器的急需。硅双极大功率,GaAs器件及MMIC实用化器件基本能够覆盖18GHz已下的产品,GaN和SiC宽禁带半导体微波功率器件取得了重大的突破。
微电子元器件是军事信息系统的决定因素和核心技术,决定着装备的内在性能及其性能发挥,具有至关重要的战略地位和不可替代的作用,是国家政治、军事、经济实力和科学技术水平的具体体现,是我国科技强军和国家生存、发展的重要战略资源。微电子元器件的诞生和发展与武器装备的需求密不可分。从1947年世界上第一支晶体管的诞生,到1958年世界世界上第一块集成电路的问世,国防需求一直是微电子元器件发展的不竭动力。“未来的战争是信息战,关键在于集成电路”。