DIP終于死了 無法跟上超大規(guī)模集成器件所需的密度和高I/O數(shù)量

在電子世界之外，集成電路的發(fā)明，開發(fā)和應(yīng)用被認(rèn)為是現(xiàn)代技術(shù)的奇跡。對于那些致力于推動微電子技術(shù)發(fā)展的人來說，迄今為止進(jìn)步的速度令人難以置信。此外，VLSI技術(shù)仍處于起步階段，有望實現(xiàn)超出當(dāng)今能力的性能指標(biāo)。什么時候結(jié)束?

為了給微電子及其相關(guān)互連和硬件系統(tǒng)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(jìn)入25年過去。它是1956年，晶體管被設(shè)計到最新的系統(tǒng)中，在大多數(shù)應(yīng)用中取代了真空管。計算機(jī)具有房間大小，散發(fā)大量熱量并執(zhí)行基本的算術(shù)功能。 IC仍然是一種實驗室現(xiàn)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(jī)箱。從本質(zhì)上講，微電子和互連行業(yè)尚未出生。

現(xiàn)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(jīng)成熟，每一項新進(jìn)展都會觸發(fā)擴(kuò)展的系統(tǒng)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(jī)，其性能相當(dāng)于10年前的10萬美元系統(tǒng)。今年，全球?qū)⑾慕?0億個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(jì)里，我們目睹了一些非常有趣的變化?，F(xiàn)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(fù)雜的IC要高出幾個數(shù)量級。

DIP終于死了。它只是無法跟上正在建造的超大規(guī)模集成(USVLSI)器件所需的密度和高I/O數(shù)量。它的死亡之痛開始于80年代后期，當(dāng)時芯片載體占據(jù)了50%的生產(chǎn)應(yīng)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(tǒng)相比，具有非凡的密度和速度優(yōu)勢。典型的名片大小的板可以安裝兆位的內(nèi)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(shù)有助于降低成本

在2006年的微電子應(yīng)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(shù)百萬個有源器件的芯片很常見。在多人游戲結(jié)構(gòu)中，設(shè)備在外部互連，以毫米為單位進(jìn)行外部互連。

在外部，電子系統(tǒng)的包裝與1981年的系統(tǒng)(主要是計算機(jī)和系統(tǒng))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(xiàn)在都有自己的計算機(jī)，其最新型號通過語音識別和合成與用戶進(jìn)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(jiān)控我們的能源消耗，并根據(jù)需要與中央大型機(jī)保持一致，以便定期進(jìn)行銀行業(yè)務(wù)，購買商品和進(jìn)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(jìn)步 - 包括設(shè)備技術(shù)和互連技術(shù)。在許多應(yīng)用中，單線已經(jīng)取代了電纜 - 利用多路復(fù)用提供的復(fù)雜性;在光纖電纜上同時存在大量數(shù)據(jù)或通信信道。這些系統(tǒng)的成本用美元和便士來表示，而不是像80年代那樣數(shù)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(zhàn)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(xiàn)。讓我們希望電子行業(yè)在未來25年內(nèi)取得的進(jìn)步將有助于將人類聚集在一起，幫助它克服當(dāng)今社會分裂的意識形態(tài)差異。