基于嵌入式技術(shù)的SoC是微電子科學(xué)發(fā)展的重要方向

21世紀，微電子科學(xué)與技術(shù)將是集成系統芯片(SoC)的時(shí)代，集成電路(IC)將發(fā)展為集成系統芯片。IC芯片是通過(guò)印刷電路板(PCB)等技術(shù)實(shí)現整機系統的。盡管IC的速度很高、功耗很小，但由于PCB板中IC芯片之間的連線(xiàn)延時(shí)、噪聲、PCB板可靠性以及重量等因素的限制，整機系統性能受到很大的限制。隨著(zhù)系統向高速度、低功耗、低電壓和多媒體、網(wǎng)絡(luò )化、移動(dòng)化的發(fā)展，系統對電路的要求越來(lái)越高，傳統集成電路已無(wú)法滿(mǎn)足性能日益提高的整機系統的要求。隨著(zhù)IC設計與制造技術(shù)水平的提高，集成電路規模越來(lái)越大，目前已可以在一個(gè)芯片上集成108~109個(gè)晶體管。正是在需求牽引和技術(shù)推動(dòng)的雙重作用下，出現了將整個(gè)系統集成在一個(gè)微電子芯片上的集成系統芯片。

在從IC發(fā)展到SoC的過(guò)程中，主要存在著(zhù)兩個(gè)方面的問(wèn)題亟待研究和突破：一是SoC設計方法的研究，目前該領(lǐng)域的研究主要集中在軟/硬件協(xié)同設計、IP庫及膠聯(lián)邏輯等方面。二是SoC中新器件、新工藝的研究，為了提高系統芯片的性能價(jià)格比、可靠性和市場(chǎng)競爭力，縮小器件特征尺寸仍是一個(gè)主要的途徑。據預測，微電子產(chǎn)品的特征尺寸在2020年將縮小到14納米技術(shù)代。當器件特征尺寸進(jìn)入亞50納米以后，系統芯片集成度的進(jìn)一步提高，即器件特征尺寸的進(jìn)一步縮小將會(huì )面臨大量來(lái)自于傳統工作模式、傳統材料乃至傳統器件物理基礎等方面的問(wèn)題。因此必須在器件物理、材料、器件結構、關(guān)鍵工藝、集成技術(shù)等基礎研究領(lǐng)域尋求突破。同時(shí)，為了實(shí)現包含數字電路、存儲器、射頻/模擬電路等各種不同功能電路系統芯片的集成化，必須解決存儲器與邏輯電路、射頻/模擬電路與數字電路之間的工藝兼容問(wèn)題。