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January 3, 2021

6つの中国の影響半導体の開発

1947年12月では、Shockleyで、構成された鐘の実験室、米国からの馬よろいを付けること、調査チームおよびBrattonは、世界の最初半導体デバイスだったポイント接触のゲルマニウムのトランジスターを発達させた。70年間以上の半導体の開発の歴史では、中国人は彼らの工夫に依存によって重要な役割を担った。
1. Sazhitang:CMOSの技術

Chih独特の味Sah (Chih独特の味Sah)は1932年11月10日に北京で生まれた;彼は半導体デバイスおよびマイクロエレクトロニクスの研究に長い間捧げられ、トランジスター、集積回路および信頼性の研究の開発へのマイル標石の貢献をした。彼の父Sabendongは国民の厦門大学の中央研究院そして最初の大統領の最初のアカデミー会員だった。

Sachtangは1949年に福州Yinghuaの中学校を卒業し、米国にアーバナ平原でイリノイ大学で調査することを行った。1953年に、彼は電気工学の学士号および物理学の設計の学士号を受け取った;1954年および1956年に、彼はスタンフォード大学から電気工学の修士号そして博士号の程度を受け取った。1956年に彼のPh.Dを卒業の後で、SazhitangはShockleyの半導体の実験室を結合し、ソリッド ステート電子工学の研究を行なうために企業のShockleyに続いた;1959年から1964年までフェアチャイルドの半導体で働かせる;1962年にアーバナでイリノイ大学を結合した-平原は、26年間電子工学そしてコンピュータの物理学科そして部門の教授、および訓練された40ずっとPhDsである;1962年にIEEE Browder H.トムソンPaper賞を獲得した;1981年にIEEEの電子デバイスの最も高い名誉賞(JJ Ebers賞)を獲得した;1986年に工学アカデミーのメンバーとして選ばれる;1988年にフロリダ大学の教授;トランジスター物理学および技術への彼の貢献のための1989年にIEEEジャックMorton賞を受け取った;1998年に、彼は半導体工業会(SIA)の最も高い賞を獲得した;中国科学院の外国のアカデミー会員として選ばれる2000;2010年に、彼は厦門大学の物理学そして機械および電気工学の学校の教授として任命された。

1959年に、彼はFairchild Companyに参加した。ゴードン・ムーアの指揮を受けて、Sazhitangは平面のケイ素 ベースの集積回路の研究開発を、解決した一連の重要な技術的な問題を、した非常に重要な貢献を遂行し、固体物理学として役立たれてグループのマネージャーは第一世代のケイ素 ベースのダイオード、MOSのトランジスターおよび集積回路の製造工程の研究で従事している64人の研究グループを導く。

1962年に、ソルト・レーク・シティのフェアチャイルドの結合された半導体のユタ大学からのPh.Dと卒業し、Sachtangによって導かれた固体物理学のグループに置かれたフランクM. Wanlass。RCAの彼のPhDの仕事のために、WanlassはFETの電界効果トランジスタに非常に興味がある。

1963年にソリッド ステート回路の会議で、WanlassはSazhitangと書かれているCMOSのコンセプト ペーパーを堤出した。同時に、彼はまたCMOSの技術の一般的な説明を与えるのにある実験データを使用した。CMOSの主な特長は基本的に定められた。:静的な電源に低い電力密度がある;働く電源に高密度field-effectの真空の三極管の論理回路を形作ることができる高い発電密度がある。すなわち、CMOSは論理機構を形作るNMOSおよびPMOSの有機性組合せである。その特徴は表面が安定状態にあるとき論理の州が転換する、非常に小さい流れだけ渡るときだけ装置が大きい流れを発生させることであり。

始めにSazhitangおよびWanlassによって提案されるCMOSは特定のプロダクトよりもむしろだけ技術、プロセスを、示す。この製造工程の最も大きい特徴は低い電力の消費であり、いろいろなプロダクトはCMOSの技術を使用して製造することができる。低い電力の消費に加えて、CMOSにまた包装の費用の最高速度、強いanti-interference能力、高い統合密度および漸進的な減少の利点がある。

1966年に、米国のRCAはCMOSの集積回路を発達させ、最初のゲート・アレー(50のゲート)を開発した;1974年に、RCAは最初のCMOSマイクロプロセッサ1802を導入した;1981年に、64K CMOS SRAMは出て来た。人々はプロダクトをますます製造するのにCMOSの技術を使用する。

CMOSの技術の提案そして開発はパワー消費量の問題を解決し、ムーアの法律に従って集積回路の連続的な開発を促進できる。

2. Shi分:NVSMの技術

サイモンSzeは1936年3月21日南京のに生まれた、江蘇省。マイクロエレクトロニクスおよび半導体デバイスの専門家、彼は1994年に台湾の中央研究院のメンバー、1995年に工学のアメリカ アカデミーのアカデミー会員、および1998年6月の工学の中国アカデミーの外国のアカデミー会員として選ばれた。1991年に、彼はIEEEの電子デバイスの最も高い名誉賞(J.J. Ebers Award)を獲得した;2017年に、Eムーア(ムーアの法律の父)が共同でIEEEのタイトルを与えられたゴードンおよび彼はメンバーを祝った;そして「物理学のノーベル賞」のための3回は指名された。

1936年3月21日南京のに耐えられる、江蘇省。彼の父Shi Jiafuは鉱山および冶金学の専門家であり、彼の母チーZuquanは清華大学を卒業した。現時点で中国では、戦争は激怒していた。重慶から、クンミン、テンシン、北京、瀋陽および上海のShiの最低の小学校は多数の学校を変えた。それにもかかわらず、彼の調査は遅れなかった。1948年12月では、JiafuがJinguashih、基隆市、そうShi分に移った彼の父Shiは彼の親が付いている台湾に来た。戦争の騒ぎを残して、Shi分はJianguoの中学校で首尾よく彼の高等学校の調査を完了し、1953年に国立台湾大学の電気工学の部門を書き入れた。彼が卒業したときに、彼の説は「RCの発振器の調査」だった。

1957年に大学を卒業の後で、Shi分は第6予備役将校の訓練で入隊した。彼は1958年に空軍の少尉として役立ち、1959年2月に退職した。1959年3月では、Shi分はシアトル、米国のワシントン大学に、教授の後見により魏Lingyun調査することを彼できた半導体にはじめて連絡行った。彼の修士論文の「インジウムのアンチモン化物の亜鉛そして錫の拡散」」。Shi分は1960年に修士号と卒業し、次に教授の後見によりジョンMollそれ以上の調査のためのスタンフォード大学に、参加した。彼の博士論文は「フィルムの熱い電子の伝達を調査するために半導体の薄い金のフィルムを育てること金の熱い電子の範囲エネルギー関係」である。

現時点で、半導体の会社は彼らの拡張を加速している。鐘の実験室、一般的な電子工学、Westinghouseの電子工学、Hewlett-Packard、IBM、RCA、等は完全にShi分の高いサラリーを($12,000-14,400間で)提供し、与えられた仕事の位置は次のとおりだった:大将電子工学力の半導体部、鐘の実験室の半導体部、IBMの表示部。

1963年に彼の博士号を卒業の後で、分Shiは教授の助言に続き、ジョンMoll's鐘の実験室に入ることを選んだ。1963年から1972年から、Shi分は10枚以上のペーパーを毎年出版した。

1967年に、彼働いていたときに、彼は2のインスピレーションに触れ、金属酸化膜半導体分野ではたらくことについて考えたデザートの壊れ目の間にソースの層の後でおよび彼の韓国の同僚Dawon Kahngは鐘の実験室で層を使用した。金属の層はMOSFETの真中で加えられ、その結果、浮遊ゲート不揮発性MOS分野効果の記憶トランジスター(不揮発性半導体メモリー、NVSM)は発明された。

トランジスターのゲートは金属の層、酸化物の層、金属の浮遊ゲートの層、シンナーの酸化物の層および最下の半導体で完全に構成され、中間の金属の層は完全に絶縁の酸化物の層である。電圧が適用されるとき、電子は吸われ、回路の継続を変えるために貯えることができる。金属のこの層の上部および下の層は絶縁体である。逆電圧がもはや適用されなければ、充満はそれで常に貯えられる。データはパワーアップの後で消えない。

但し、技術は1967年に提案されたときに、により企業で余りにも多くのさざ波を引き起こさなかったが、よい技術は結局孤独ではない。後で30年、フラッシュ・メモリの適用によって運転されて、それは最終的に照る。Shi分の持久記憶装置の技術はまた重要性絶えず述べられ、それは今日の否定論履積のフラッシュの基本的な中心になった。

3. Zhuo Yihe:分子線エピタキシャル成長法(MBE)

1937年に北京で耐えられるZhuo Yihe (アルフレッドY. Cho);香港に1949年にPei鄭の中学校で調査することを行った;米国に1955年にイリノイ大学で調査することを行ったり1960年に、1961年、1968に修士号理学士を受け取った1985年にイリノイ大学から博士号を受け取った;1985年に米国科学アカデミーに選ばれた;アメリカ国家科学賞、1993年に米国の科学者のための最も高い名誉与えられた;分子線エピタキシャル成長法の開発への彼の開拓の貢献が認められて1994年にIEEEの名誉勲章を、受け取った;1996年6月7日に、彼は中国科学院の外国のアカデミー会員として選ばれた;2007年7月27日に、彼は再度アメリカ国家科学賞および技術の国民メダルを与えられた;2009年2月11日に、彼は米国のパテントおよび商標のオフィス(USPTO)の家栄誉の殿堂の国民の発明として」リスト選ばれた。

2013年に、第12アジア系アメリカ人のエンジニア年次賞の会議で、Zhuo Yiheは「顕著な科学的な、科学技術の功労賞」を獲得した。Zhuo Yiheは彼の受諾演説で言った、「成功のための重要な事柄は次のとおりである:あなた自身をつかまなければならなかったりあなたの仕事を愛したり、目的が、および」ハード ワークに置かれて追求したり、ある。

 

1961年に、Zhuo YiheはIon Physics Corporationの高圧Engineering Corporationの子会社を結合した。彼は強い電界で満たされたミクロン サイズの固体粒子を調査した;1962年に、彼はRayleigh、カリフォルニアを結合した。Dongduo浜のTRWの宇宙技術の実験室は高い電流密度のイオンビームの研究で従事している;1965年に博士号の程度を追求するために、彼はイリノイ大学に戻り1968年に鐘の実験室を結合した。

 

均一および非常に薄膜を作り出す企業に技術がなかった従って彼はイオン ジェット機主義の分子線を使用してこの技術をすると約考えたことをZhuo Yiheは発見した。1970年に、Zhuo Yiheは首尾よく分子線エピタキシャル成長法(MBE)を発明した。主義は半導体のフィルムの厚さが非常に減る、半導体の製造業の精密はミクロン時代からミクロ以下時代に変わったように原子の層層の上で撃つことであり。

 

Zhuo Yihe教授は分子線エピタキシャル成長法、人工的な微細構造材料の成長および新しい装置研究の国際的に認められた創設者そして開拓者である。多くの開拓の研究活動はheteroepitaxial III-Vの化合物半導体で、金属および絶縁体および人工的な構造の量の井戸、超格子および調節によって添加される微細構造材料組織的に遂行された。

 

2004年以来、MBEのグループは早いのMBEの国際会議で一年置きに示される「Zhuo Yihe賞」を確立するために資金の合計を- 9月寄付した。これは確実にすべての同僚および同僚からのZhuo Yiheのための最も高い断言そして点である。

 

4. チャンLigang:共鳴トンネルを掘る現象

 

チャンLigang (ルロアL.チャン)は1936年1月20日焦作市郡のに生まれた、河南省;1948年に台湾で着き、台中の高等学校で二番目に調査した;、1953年に国立台湾大学電気工学を専攻する電気工学の部門に是認される。1957年に、彼は学士号を得た;2年間の空軍予備役将校として訓練そして役立つこと後の1959年に、彼はサウスカロライナ大学に電気および電子工学の部門で調査することを行った;1961年に、彼は修士号を得、ソリッド ステート電子工学および電気工学Ph.Dを調査するためにスタンフォード大学に参加した。1963年にPh.Dを卒業の後で、彼はIBMワトソンの研究所を結合した。彼は分子線エピタキシャル成長法部(1975-1984年)のマネージャーおよび量の構造部(1985-1993年)のマネージャーとして役立った。研究分野は電子デバイスから物質的な測定および物理的性質に次第に変わった;1968年から1969年から、彼は助教授としてマサチューセッツ工科大学の電気工学の部門で働いた;彼は1988年に工学アカデミーのメンバーとして選ばれた;彼は1993年に香港科技大学の学部長として任命された;彼は米国米国科学アカデミー、台湾の中央研究院のアカデミー会員、エンジニアリング科学の香港アカデミーのアカデミー会員、中国科学院の外国のアカデミー会員の1994年のアカデミー会員の助教授として選ばれた;1998年から2001年まで香港科技大学の副大統領として役立ち、ロスアンジェルス、2008年8月12日に米国で死んだ。

 

チャンLigangは半導体の量の井戸、超格子および半導体の物理学、物質科学および装置の交差によって形作られる他のフロンティア分野で多くの元および開拓の仕事がある。共鳴トンネルを掘るダイオードはチャンLigangの研究から分離不可能である。

 

共鳴トンネルを掘るダイオードは集中的に調査されるべき最初のnanoelectronic装置で集積回路の技術を使用して設計され、製造することができる唯一の装置である。それは高周波マイクロウェーブ装置(発振器、ミキサー)、高速デジタル回路(記憶)、および光電集積回路(光電スイッチ、光学調整装置)で使用することができる。

 

1969年に、IBMのReona Esakiおよび朱Zhaoxiang (Raphael Tsu)が否定的な差動抵抗(NDR)の特徴の新しい装置を捜していたときに、新しい革命的な概念を提案した:半導体の超格子(超格子)は共鳴にトンネルを掘ることが超格子の障壁の構造に起こることができる1973年におよび予測した。

 

1974年に、その当時特徴が実用化のために余りに小さいが、半導体の科学研究のための新しい分野を開発することをチャンLigangはGaAa/AlXGaXAsのヘテロ構造を準備するためにZhuo Yiheが発明した分子線エピタキシャル成長法(MBE)を使用し、論理上予測された共鳴トンネルを掘る現象を確認したNDRにもかかわらず弱いNDRの特徴を観察した観察した。それ以来、この分野は積極的に開発された;それはだけでなく、物理学、材料および電子工学、一まとめにナノテクノロジーと言われるまた拡大された機械生物系の前向きな研究分野に、なった。

 

MBEの技術の進歩によって、1983年に、MITリンカーンの実験室はRTDの研究の人々の興味を刺激した明らかな共鳴トンネルを掘る現象を観察した、;RTDは装置をなった1988型の、テキサス・インスツルメントの鐘の実験室、冨士通に研究のホットスポットに統合し、日本は電話会社(NTT)を準備したRTBT、RTDQD、RTFET、RTHFET、RTHET、RTHEMT、RTLDおよび他の装置を電報で知らせる。

 

5. Hu Zhengming:BSIMモデル、ひれの電界効果トランジスタ(FinFET)

 

Chenming Hu (Chenming Hu)は北京、1947年7月の中国で生まれた;1968年に国立台湾大学から電気工学の学士号を受け取った;カリフォルニア大学、1969年にバークレーで調査することを行ったり1970年に修士号、および1973年に博士号を受け取った;1997 2001年にエンジニアリング科学のアメリカ アカデミーのアカデミー会員として選ばれて;2001年に2004年からTSMC (TSMC)の主な技術の役人として役立たれる;2007年に中国科学院の外国のアカデミー会員として選ばれる;2015年12月の米国の国民の技術および革新賞を獲得した;2016 5月19日、国民科学メダルの米国に勝った。

 

Hu Zhengming教授はマイクロエレクトロニクスの小型化の物理学および信頼性物理学の研究の重要な開拓者で、半導体デバイスおよび未来の小型化の開発への重要な貢献を作った。主要な科学的な、科学技術の達成は次のとおりである:実際のMOSFETのトランジスターの複雑な物理学からBSIMそして数理モデルを推論することの研究を導く。数理モデルは1997年に最初のチップ デザインとして38人の主要な国際的な会社のトランジスター モデル議会によって選ばれた。唯一の国際規格。

 

90年代では、国際的な関心を引き付けたFD-SOIおよびFinFETのようないろいろ新しい構造装置は発明された。これら二つの装置構造は装置の漏出問題の解決に焦点を合わせる。それはこれら二つの装置構造が企業によって最終的に実現されることまれである。FinFETを使用して引き続いてTSMC、サムスンおよびAppleを含む2011年5月では、IntelはFinFETの技術の使用を発表した。ムーアの法律が歌われた後Hu Zhengmingは新しい機会を作成した。

 

マイクロエレクトロニック装置の信頼性物理学の研究への顕著な貢献:最初に熱い電子失敗の物理的なメカニズムを提案し、衝撃イオン化の流れを使用してすぐに装置生命を予測するための方法を開発し、そしてすぐに薄い酸化物の層の生命方法を予測する薄い酸化物の失敗および高圧の物理的なメカニズムを提案した。装置信頼性物理学に基づくICの信頼性のための最初のコンピュータ数値シミュレーション用具。

 

Hu Zhengming教授はまた1993年にBTAの技術の創設に加わった;後でCelestry Design Technologies、Inc.と名前を変更されたBTA Ultimaを形作るために2001年にUltimaの結合の技術と併合される;2003年に、それはUS$120百万のための調子によって得られた。

 

2019年のSynopsysの開発者の会議で、Hu Zhengming教授はビデオで皆と共有した。彼はまた彼がずっと「否定的なキャパシタンス トランジスター」プロジェクトの研究を最近行なっていると言った、言10回までに半導体のパワー消費量を減らすことができ、またより多くの利点を持って来るかもしれないのは非常に有望な新技術である。

 

Hu Zhengming教授は多数の機会に集積回路工業がもう100年の間育つことができる破片のパワー消費量は1,000回までに減らすことができると言い。線幅の減少へ限界が常にある。ある程度は、この道を続けるために人々を運転する経済的な効果がない。しかし私達は暗闇に必ずしも行く必要がない私達はまた私達の考えることを変えてもいく私達がたいと思うものを達成することも達成しまた可能である。

 

6. チャンZhongmou:通常価格の減少の作戦;鋳物場

 

Morrisチャン(Morrisチャン)は1931年7月10日Yin郡のに生まれた、ニンポー都市、浙江省;1932年に南京に動かされる;1937年に広州に動き、香港に反日戦争の発生の後で動いた;1943年に重慶に動き、Nankaiの中学校に入った;上海に動いた1945年に抵抗の戦争に勝ち、上海Nanyangモデル中学校に入った;1948年に香港に再度動かされる;ボストンに1949年にハーバード大学で調査することを行った;1950年にマサチューセッツ工科大学に移されて、1952年に学士号、および1953年に修士号を受け取った;1954 1955年および1955年に2回の博士の資格の検査に渡される;Sylvaniaの半導体部を1955年に書き入れ、形式的に半導体分野を書き入れた;1958年から1963年までテキサス・インスツルメントの半導体の部分の設計のマネージャーとして働かせる;大学の電気工学の部門の1964年のPh.Dの得られたスタンフォード;1965年から1966年から、彼はテキサス・インスツルメントのゲルマニウムのトランジスター部分の総務部長として役立った;1966年から1967年から、彼はテキサス・インスツルメントの集積回路の部分の総務部長として役立った;1967年から1972年から、彼はテキサス・インスツルメントの副大統領として役立った;半導体のグループの器械のグループそして総務部長の上席副社長;テキサス・インスツルメントの役員会と不一致による1983で去られる;1984年に概要の器械の大統領として役立たれる;産業技術の研究所の大統領として1985年から1988まで台湾に戻って誘われる;1987年のTSMCで創設される。

 

「通常価格減少の作戦」はチャンZhongmouを全体的な電子産業で有名にさせた。彼がテキサス・インスツルメントにあったときに、彼は最初にドラム戦争を進水させた。それは市場の主記憶操置プロダクトが1Kだけだった、テキサス・インスツルメントの最も大きい競争相手はIntelだったときに、1972年であり。チャンZhongmouは機会に斑点を付け、4Kから始まった2つのレベルを進めそして曲がることを決定する無敵のIntelを作る企業のhegemonになった。より妨げられる競争相手を作る何が10%で価格を切ることをチャンZhongmouが彼の顧客とあらゆる四分の一同意したことである。これは彼の反対者を一つずつ失わせる無慈悲なトリックである。彼はかなり自慢していた:「競争相手を、これおびえさせることは唯一の方法」である。すぐに、チャンZhongmouの「通常価格の減少の作戦」は電子産業の標準になった。その当時、価格の切断を主張したIntelは競争のための魔法の武器とみなされるこの作戦を変えなければならなかった。「通常価格減少の作戦」は企業を半導体のゲームの規則書直されて振動させ。

「鋳物場」は根本的に半導体工業を変えた。半導体工業に持って来られた最も大きい変更チャンZhongmouは鋳物場の確立だった。

 

1958の集積回路の発明は多くの半導体の部品が1つのウエファーに一度に置かれるようにした。線幅の収縮として、収容されたトランジスターの数は2年毎にについて倍増し、性能は18か月毎に倍増する。から1958年から1971年のそれはに2000年により少しにより10 80年代の100,000と90年代の10,000,000に増加した。この現象はムーア、Intelの名誉上の議長によって提案され、ムーアの法律と呼ばれる。今日、集積回路の部品の十億へ数億がある。

 

当初、半導体の会社はICの設計、製造業、販売に、Intel、テキサス・インスツルメント、Motorola、サムスン、フィリップス、東芝およびローカル中国資源のマイクロのようなテストする包装からのすべてをした大抵統合された構成の製造業者(IDMs) Silanのマイクロだった。

 

但し、ムーアの半導体の破片の法律、設計および生産が原因でますます複雑、に高価になった。単一の半導体の会社は頻繁に高いR & Dおよび生産費をできることができなかった。従って、80年代の終りまでに、次第に専門の分業のモードでの方に動く半導体工業は設計をある会社専門にし、次に鋳物場および包装のテストのための他の会社にそれを渡す。

 

重要なマイル標石の1つはZhongmouが新竹科学公園に世界の最初専門の鋳物場の会社TSMC (TSMC)を確立したチャン、1987年にそれ、台湾、および台湾の半導体の企業のリーダーにすぐに成長してである。

 

チャンZhongmouの指揮を受けて、TSMCは世界で最も大きい鋳物場になり、加工技術はに近い方にまた更に他の競争相手に先んじる全体的な鋳物場工業の56%を、ずっと占める越えられたインテル歩んだ。

 

会社以来設計をし、製造工程は他の会社に引き渡される、秘密の漏出を心配することは容易(例えば、クアルコムおよびHiSiliconの2つの競争ICの設計製造業者はまた鋳物場として、TSMCを雇う、従ってTSMCが2の秘密を知っていることだけを意味する)である、従ってTSMCは始めに市場によって支持されなかった。

 

但し、TSMC自体は破片を販売しないし、全く鋳物場である。それはまたさまざまなチップ製造業者のための特別な生産ラインをセットアップし、厳しく顧客のプライバシーを維持し、顧客の信頼を得、こうしてFablessの開発を促進できる。

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