1.1.3 微電子技術(shù)

當(dāng)前，微電子技術(shù)已經(jīng)滲透到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，影響面極廣。幾乎所有高科技領(lǐng)域的發(fā)展都離不開集成電路，電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展也離不開它。所以，微電子技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ)，所有國家無不集中全力，力爭在這一領(lǐng)域中有所建樹，有所突破。

1.從電子管到集成電路

（1）電子管

電子管又稱“真空管”，它是將玻璃管內(nèi)部抽成真空，這樣做有利于電子在其中的運(yùn)動(dòng)，也有效地降低燈絲的氧化損耗。電子管擁有三個(gè)最基本的極：陰極、屏極、柵極。

（2）晶體管

半導(dǎo)體是制造晶體管的基本材料。所謂半導(dǎo)體就是它的導(dǎo)電性介于導(dǎo)電性能很好的“導(dǎo)體”和幾乎不傳導(dǎo)電流的“絕緣體”之間。晶體管也具有三個(gè)基本極：①集電極C（Collector），相當(dāng)于電子管的屏極；②基極B（Base），相對于電子管的柵極；③發(fā)射極E（Emitter），相當(dāng)于電子管的陰極。它是微電子技術(shù)產(chǎn)生的標(biāo)志。

（3）集成電路

所謂“集成電路”就是把由若干個(gè)晶體管、電阻、電容等器件組成的，實(shí)現(xiàn)某種特定功能的電子線路，集中制造在一塊小小的半導(dǎo)體芯片上。集成電路發(fā)展迅速，日新月異。1962年制成的集成電路只能夠集成幾個(gè)邏輯電路單元，到1965年已能集成近100個(gè)單元，通常稱為“小規(guī)模集成電路”；1967 年發(fā)展到集成度為100～1000 個(gè)單元的中規(guī)模集成電路；1967—1973年，集成度達(dá)到1000～10000個(gè)單元的大規(guī)模集成電路（LSIC）；1978年集成度已達(dá)到10 萬個(gè)～100 萬個(gè)單元的超大規(guī)模集成電路。目前，集成度突破了千萬單元，稱為“超大規(guī)模集成電路”（VLSI Very Large Scale Integration）。

（4）多核處理器

從本世紀(jì)開始，Intel等集成電路制造廠商的產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)展成多核處理器，雙核處理器相當(dāng)于在一個(gè)芯片中存在2個(gè)CPU同時(shí)工作，四核處理器相當(dāng)于在一個(gè)芯片中存在4個(gè)CPU同時(shí)工作。顯然，只要它們能協(xié)同工作，效率就會(huì)成倍提高。目前市場上已經(jīng)大量銷售四核的CPU芯片，大大提高了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整體性能。原來在大型計(jì)算機(jī)上的多處理器并行處理的原理正在個(gè)人計(jì)算機(jī)上通過多核處理器芯片實(shí)現(xiàn)。

2.摩爾定律

1975年摩爾提出了關(guān)于集成電路集成度發(fā)展的“摩爾定律”，這個(gè)定律說，集成度（即單片電路芯片中的電子器件數(shù)）每18個(gè)月翻一番，而價(jià)格保持不變甚至下降。幾十年的發(fā)展基本上證實(shí)了這個(gè)定律所揭示的規(guī)律。

從個(gè)人計(jì)算機(jī)的三大要素—微處理器芯片、半導(dǎo)體存儲器和系統(tǒng)軟件來考察摩爾定律的正確性。微處理器方面，從1979年的8086和8088，到1982年的80286，1985年的80386，1989年的80486，1993年的Pentium，1996年的PentiumPro，1997年的PentiumII，功能越來越強(qiáng)，價(jià)格越來越低，每一次更新?lián)Q代都是摩爾定律的直接結(jié)果。與此同時(shí)PC的內(nèi)存儲器容量由最早的480k擴(kuò)大到8M，16M，與摩爾定律更為吻合。

這里需要特別指出的是，摩爾定律并非數(shù)學(xué)、物理定律，而是對發(fā)展趨勢的一種分析預(yù)測，因此，無論是它的文字表述還是定量計(jì)算，都應(yīng)當(dāng)容許一定的寬容度。從這個(gè)意義上看，摩爾的預(yù)言實(shí)在是相當(dāng)準(zhǔn)確而又難能可貴，所以才會(huì)得到業(yè)界人士的公認(rèn)，并產(chǎn)生巨大的反響。