为Sandy Bridge铺平道路
这是如此基本的一条定律，它应该是你上计算机历史所学的第一课：“集成电路中晶体管的数量大约每两年翻一番。”然而摩尔定律（英特尔创始人戈登·E·穆尔于1965年提出的假设）不是铁律——随着时间的推移，芯片性能翻番的速度一年到三年不等，而且很有可能在未来几年进一步放缓——在近半个世纪里它的速度已经保持的相当不错了。
但摩尔的基本前提现在给我留下的印象就像我们当初第一次听到它时一样。考虑到数量级（和制造实力）需要将最早的4位处理器变型为我们如今在家用机和各种企业系统中使用的多核心怪兽。
我们决定花一些时间来回顾制造那些早起芯片的过程——它们是什么样子，它们是谁设计的，还有它们能完成什么样的工作——以及近几十年来为了Sandy Bridge的出现而铺平道路的重要的芯片。每一个值得关注的芯片都配有一个图片，描绘了晶体管数量的预期的增长，我们带你来到位于加拿大山景城的计算机历史博物馆。
虽然在二十世纪七十年代之前，“微处理器”这个词还没有出现，集成电路处理器就已在各种复杂系统中找到了自己的用武之地，早在上世纪六十年代中期美国国家航空航天局的月球计划就有使用。到六十年代末，这种昂贵并高端的技术为黄金时代的到来做好了准备。一些公司想把它们置入计算器中。在1969年，一家新的公司，英特尔，被一家名为比吉康的日本桌面计算器公司要求制造一种微处理器，其原先设计需要七个不同的芯片。英特尔团队想出了如何把必要的部件全部放入一个芯片中。它花了两年时间，还有各种工程师，但在1971年，4位英特尔4001开始出货，它成为了第一个商用微处理器。
德州仪器也可能在1971年曾有一款可用的4位“单片机”，甚至曾想要片载随机存储器和只读存储器。德州仪器申请了专利（单片机微处理器架构），但在1974年以前，并没有让它的TMS 1000芯片公诸于世，而是选择将这个能力超凡的芯片成为了一个普通的德州仪器生产的计算器的处理器。几年后，英特尔不得不为微处理器专利而向德州仪器支付授权费用。
如果美国海军请你为F-14雄猫战斗机的主要飞行控制计算机设计一个系统时，你说“好的，长官。”艾雷赛奇的雷·霍尔特和史蒂夫·盖勒在1970年接受了此任务，那是一个名为MP944的20位金属氧化物半导体（MOS）——它不是单芯片微处理器。由于它不是以消费品设计的，还因为在1998年以前，军方没有公布中央航空数据计算机的细节，因此相比于同一时期的其他处理器，很难说出这款微处理器如何，但它肯定是最早的微处理器之一——而且肯定是最令人兴奋的早期应用之一。
早期微处理器的修正主义史：吉尔伯特·哈耶特
在导致第一批微处理器产生的混乱喧嚣纷争里，有几个人被误认为先驱，但回想起来原来是另一回事。例如，一个叫吉尔伯特·哈耶特的工程师在1990年争取并获得了1968年的“单芯片微处理器”的发明专利。这一日期使得哈耶特的专利位于德州仪器和英特尔之前。德州仪器立即回应专利局的裁决，声称从未采用哈耶特的发明，以1968年当时的技术也不可能来实现。吉尔伯特·哈耶特的专利无效。
早期微处理器的修正主义史：四相公司AL1
同样的，四相公司在1969年设计了一个名为AL1的8位芯片，作为一个9芯片的24位处理器的一部分使用（一式三份）。在1969年，AL1不被称为微处理器，但之后它在上世纪九十年代德州仪器试图维护其专利的一个法庭展示中被叫作微处理器。
一家名为“计算机终端公司”的公司请英特尔实现完成一款称为1201的8位芯片设计，但最终在1971年取消了合同，原因是各种拖延，企业繁文缛节，而事实上，它要寻求的是一种需要更少支持芯片的芯片。英特尔要保护知识产权和精致的设计。成果就是8位的8088，英特尔在1972年定价120美元。8008作为Sac State 8008的中央处理器，它被计算机历史学家称为第一个“微机”，因为它控制了一个磁盘操作系统，彩色显示器，硬盘驱动器，键盘，打印机，等。
英特尔下一步决定制造一个依赖更少支持芯片的微处理器，这样会更具商业利益。它在1974年发布，有4500个晶体管和64k字节的内存寻址能力。早期的微型计算机，包括MITS Altair 8800，Processor Technology SOL-20和IMSAI 8080使用的都是8080处理器，以及CP/M 操作系统。
由前英特尔员工在1976年推出的Zilog的Z80与8080二进制兼容并对其前身在功能上做了更多改进，包括一个更有效率的电源和一个内置定的内存刷新功能。Motorola 6800，1974年问世，由于其广泛支持的硬件而流行。MOS Technology的6502和6510芯片在1975年首次出现，简约而且价格合理。西方设计中心的CMOS 65C02是MOS 6502的升级版。这一代的微处理器直接促进了家用计算机革命：只要看看Sinclair ZX-81，Commodore 64，Atari 2600和苹果I/II/IIe内部就明白了。
在告别8位处理器之前，让我们留点时间好好怀念一下RCA 1802，它在1989年被美国航空航天局用于探索木星的伽利略号上。当然，这款微处理器的诞生时间远早于此。对于这样的任务来说它十分理想，因为它的静态CMOS设计，没有最小时钟频率——它可以以非常低的速度和功率运行。伽利略号在其六年旅程的大部分时间里通常只使用很少的电能。该芯片还能使用一种称为蓝宝石上硅的工艺制造，它非常适合抵御外太空的辐射和静电冲击。本文章由内蒙古牛皮癣医院https://www.doczj.com/doc/eb7630562.html,/整理发布，欢迎分享！
常用术语翻译 active region 有源区 2.active ponent有源器件 3.Anneal退火 4.atmospheric pressure CVD (APCVD) 常压化学气相淀积 5.BEOL（生产线）后端工序 6.BiCMOS双极CMOS 7.bonding wire 焊线，引线 8.BPSG 硼磷硅玻璃 9.channel length沟道长度 10.chemical vapor deposition (CVD) 化学气相淀积 11.chemical mechanical planarization (CMP)化学机械平坦化 12.damascene 大马士革工艺 13.deposition淀积 14.diffusion 扩散 15.dopant concentration掺杂浓度 16.dry oxidation 干法氧化 17.epitaxial layer 外延层 18.etch rate 刻蚀速率 19.fabrication制造 20.gate oxide 栅氧化硅 21.IC reliability 集成电路可靠性 22.interlayer dielectric 层间介质（ILD） 23.ion implanter 离子注入机 24.magnetron sputtering 磁控溅射 25.metalorganic CVD(MOCVD)金属有机化学气相淀积 26.pc board 印刷电路板 27.plasma enhanced CVD(PECVD) 等离子体增强CVD 28.polish 抛光 29.RF sputtering 射频溅射 30.silicon on insulator绝缘体上硅（SOI）
课程名称：微机原理 报告名称： CPU 的发展历程探究 ——Intel与龙芯 姓名：王永琦 指导教师：周维民 学院:机电工程与自动化学院 CPU的发展历程探究
CPU是中央处理器(Central_Processing_Unit)的缩写，它由控制单元、逻辑单元和存储单元三大部分组成，可以进行运算、分析、判断并控制计算机各部分协调工作。随着集成电路加工工艺的进步和计算机体系结构的发展，CPU获得了迅猛的发展，并对现代信息社会产生了深远的影响，被誉为20世纪最伟大的发明之~。 在微机的各种部件中，CPU是~核心的部件，CUP的运行速度和性能在很大程度上决定了微机的整体性能。随着电子技术的发展，CPU的集成度越来越高，其运行速度也在成倍地增长，从而促进了微机技术的发展。从某种角度来讲，微机技术的发展和CPU的发展是密切相关。 计算机的发展主要表现在其核心部件——微处理器的发展上，每当~款新型的微处理器出现时，就会带动计算机系统的其他部件的相应发展，如计算机体系结构的进~步优化，存储器存取容量的不断增大、存取速度的不断提高，设备的不断改进以及新设备的不断出现等， 70年代初期，大规模集成电路技术的发展，使运算器和控制器(即CUP)能集成在一个芯片上，像这样的芯片就称为微处理器。微处理器决定了微机的型号，速度和档次。在评价微机的性能时，首先应该了解其微处理器的性能。 目前世界上能生产CPU的厂商主要有Intel、AMD、IBM、Motorola和台湾的威盛等，其中Intel占据了约75%的市场份额。按照处理信息的字长，CPU可以分为8位、16位、32位和64位等。如果把计算机比作~个人，CPU就是他的心脏，其重要作用是不言而喻的。 目前的计算机大都采用冯·诺依曼结构，即以存储程序原理为基础，由程序通过~系列的指令来实现~定的功能。CPU执行程序所需时间为: P=I×C×T 式中，I为程序编译后的机器指令数，C为执行每条机器指令所需的平均机器周期，T为每个机器周期的执行时间。P越少，CPU的性能就越好。因此，CPU 的性能与I、C和T三个因素有关。其中，T依赖于CPU硬件本身，由半导体材料和加工工艺决定，I和C则依赖于CPU软件及硬件，由计算机体系结构的设计
2019年封测行业龙头长电科技研究：eWLB技术领先，Bumping成为行业热点
内容目录 1.封测行业龙头，产业基金助力公司整合 (5) 1.1. 并购助力公司跻身全球封测第一梯队 (5) 1.2. 全面布局高中低端产品，产品种类丰富 (6) 1.2.1. 长电本部：主要覆盖中低端产品 (6) 1.2.2. 旗下三大重要子公司：专注先进封装 (7) 1.3. 产业基金加持，看好未来整合进度 (9) 2.财务包袱逐次降低，轻装上阵迎来转机 (9) 2.1. 2018年营收持平，资产减值导致亏损 (9) 2.2. 长电本部保持增长，星科金朋整合尚需时日 (11) 3.第三次半导体产业转移浪潮即将到来，国产替代迎来机遇 (13) 3.1. 前两次半导体产业转移浪潮简介 (13) 3.2. 第三次半导体产业转移浪潮开启 (13) 3.3. IC封测的国产替代机会来临 (15) 4.顺应行业发展趋势，公司积极布局先进封装 (17) 4.1. 超越摩尔之路，SiP代表了行业发展方向 (17) 4.1.1. SiP是超越摩尔定律的必然选择路径 (17) 4.1.2. SiP——为智能手机量身定制，已获广泛应用 (19) 4.1.3. SiP市场规模&渗透率迅速提升 (20) 4.1.4. SiP+Antenna：未来 5G新趋势 (21) 4.2. eWLB技术领先，Bumping成为行业热点 (23) 4.2.1. eWLB是目前最先进的晶圆级封装技术之一 (23) 4.2.2. Bumpinp已经成为行业热点 (25) 5.董事会换届利好未来利润释放 (26) 6.盈利预测与估值 (26) 7.风险提示 (27) 图表目录 图 1：芯片行业模式示意图 ..................................................................................错误!未定义书签。图 2：2013年全球封测行业市场占比 . (5) 图 3：2018年全球封测行业市场占比 (5) 图 4：星科金朋倒装（FC）系列产品 (7) 图 5：星科金朋 eWLB系列产品 (8) 图 6：2015~2024年扇出型封装商业模式变迁和整体市场规模预测 (8) 图 7：定增后公司的股权结构 (9) 图 8：2015-2018年公司营业收入及增长率 (10) 图 9：2015-2018年公司归母净利润及增长率 (10)
微处理器发展史 CPU发展史 CPU也称为微处理器，微处理器的历史可追溯到1971年，当时INTEL公司推出了世界上第一台微处理器4004。 它是用于计算器的4位微处理器，含有2300个晶体管。从此以后，INTEL便与微处理器结下了不解之缘。 下面以INTEL公司的80X86系列为例介绍一下微处理器的发展历程。 1978和1979年， INTEL公司先后推出了8086和8088芯片，它们都是16位微处理器， 内含29000个晶体管，时钟频率为4.77MHz，地址总线为20位， 可使用1MB内存。它们的内部数据总线都是16位，外部数据总线8088是8位，8086是16位。
1981年 8088芯片首次用于IBMPC机中，开创了全新的微机时代。最早的i8086/8088是采用双列直插（DIP）形式封装， 从i80286开始采用方形BGA扁平封装（焊接）， 从i80386开始到Pentiumpro开始采用方形PGA（插脚），1982年， INTEL推出了80286芯片，该芯片含有13.4万个晶体管，时钟频率由最初的6MHz逐步提高到20MHz。 其内部和外部数据总线皆为16位，地址总线24位，可寻址16MB内存。80286有两种工作方式：实模式 和保护模式。 1985年 INTEL推出了80386芯片，它是80X86系列中的第一种32位微处理器，内含27.5万个晶体管， 时钟频率为12.5MHz，后提高到20MHz，25MHz，33MHz。
其内部和外部数据总线都是32位，地址总线也是32位，可寻址4GB内存。 它除具有实模式和保护模式外，还增加了一种叫虚拟86的工作方式，可以通过同时模拟多个8086 处理器来提供多任务能力。 除了标准的80386芯片(称为80386DX)外，出于不同的市场和应用考虑，INTEL又陆续推出了一些 其它类型的80386芯片： 80386SX、80386SL、80386DL等。 1988年 推出的80386SX是市场定位在80286和80386DX之间的一种芯片，其与80386DX的不同在于 外部数据总线和地址总线皆与80286相同，分别是16位和24位(即寻址能力为16MB)。 1990年 推出的80386SL和80386DL都是低功耗、节能型芯片，主要用于便携机和节能型台式机。
编者按：任何东西从发展到壮大都会经历一个过程，CPU能够发展到今天这个规模和成就，其中的发展史更是耐人寻味。作为电脑之“芯”的CPU也不例外，本文让我们进入时间不长却风云激荡的CPU发展历程中去。在这个回顾的过程中，我们主要叙述了目前两大CPU巨头——Intel和AMD的产品发展历程，对于其他的CPU公司，例如Cyrix 和IDT等，因为其产品我们极少见到，篇幅所限我们就不再累述了。 一、X86时代的CPU CPU的溯源可以一直去到1971年。在那一年，当时还处在发展阶段的INTEL公司推出了世界上第一台微处理器4004。这不但是第一个用于计算器的4位微处理器，也是第一款个人有能力买得起的电脑处理器！4004含有2300个晶体管，功能相当有限，而且速度还很慢，被当时的蓝色巨人IBM以及大部分商业用户不屑一顾，但是它毕竟是划时代的产品，从此以后，INTEL便与微处理器结下了不解之缘。可以这么说，CPU的历史发展历程其实也就是INTEL公司X86系列CPU 的发展历程，我们就通过它来展开我们的“CPU历史之旅”。 1978年，Intel公司再次领导潮流，首次生产出16位的微处理器，并命名为i8086，同时还生产出与之相配合的数学协处理器i8087，这两种芯片使用相互兼容的指令集，但在i8087指令集中增加了一些专门用于对数、指数和三角函数等数学计算指令。由于这些指令集应用于i8086和i8087，所以人们也这些指令集统一称之为X86指令集。虽然以后Intel又陆续生产出第二代、第三代等更先进和更快的新型
CPU，但都仍然兼容原来的X86指令，而且Intel在后续CPU的命名上沿用了原先的X86序列，直到后来因商标注册问题，才放弃了继续用阿拉伯数字命名。至于在后来发展壮大的其他公司，例如AMD和Cyrix等，在486以前（包括486）的CPU都是按Intel的命名方式为自己的X86系列CPU命名，但到了586时代，市场竞争越来越厉害了，由于商标注册问题，它们已经无法继续使用与Intel的X86系列相同或相似的命名，只好另外为自己的586、686兼容CPU命名了。1979年，INTEL公司推出了8088芯片，它仍旧是属于16位微处理器，内含29000个晶体管，时钟频率为4.77MHz，地址总线为20位，可使用1MB内存。8088内部数据总线都是16位，外部数据总线是8位，而它的兄弟8086是16位。1981年8088芯片首次用于IBM PC机中，开创了全新的微机时代。也正是从8088开始，PC机（个人电脑）的概念开始在全世界范围内发展起来。 1982年，许多年轻的读者尚在襁褓之中的时候，INTE已经推出了划时代的最新产品枣80286芯片，该芯片比8006和8088都有了飞跃的发展，虽然它仍旧是16位结构，但是在CPU的内部含有13.4万个晶体管，时钟频率由最初的6MHz逐步提高到20MHz。其内部和外部数据总线皆为16位，地址总线24位，可寻址16MB内存。从80286开始，CPU的工作方式也演变出两种来：实模式和保护模式。 Intel 80286处理器 1985年INTEL推出了80386芯片，它是80X86系列中的第一种32位
计算机CPU发展历史及其最新技术 班级：计科1001班姓名：周标学号：20102139 一、计算机ＣＰＵ的发展历史 从20世纪70年代开始，由于集成电路的大规模使用，把本来需要由数个独立单元构成的CPU集成为一块微小但功能空前强大的微处理器时。CPU才真正在电子计算机产业中得到广泛应用。 1971年，Intel公司推出了世界上第一台真正的微处理器4004。 1978年，Intel公司生产出16位的微处理器，称之为X86指令 1981年，8088芯片首次用于IBM的PC（个人电脑Personal Computer）机中，开创了全新的微机时代。也正是从8088开始，PC的概念开始在全世界范围内发展起来。 1990年，Intel公司推出的80386 SL和80386 DL都是低功耗、节能型芯片，主要用于便携机和节能型台式机。增加了一种新的工作方式：系统管理方式。当进入系统管理方式后，CPU 就自动降低运行速度、控制显示屏和硬盘等其它部件暂停工作，甚至停止运行，进入“休眠”状态，以达到节能目的。 Pentium（奔腾）微处理器于1993年三月推出，它集成了310万个晶体管。它使用多项技术来提高cpu性能，主要包括采用超标量结构，内置应用超级流水线技术的浮点运算器，增大片上的cache容量，采用内部奇偶效验一边检验内部处理错误等。 多能奔腾(Pentium MMX)的正式名称就是“带有MMX技术的Pentium”，是在1996年底发布的。从多能奔腾开始，英特尔就对其生产的CPU开始锁倍频了，但是MMX的CPU超外频能力特别强，而且还可以通过提高核心电压来超倍频，所以那个时候超频是一个很时髦的行动。超频这个词语也是从那个时候开始流行的。 K5是AMD公司第一个独立生产的x86级CPU，发布时间在1996年。K5的性能非常一般，整数运算能力不如Cyrix的6x86，但是仍比Pentium略强，浮点运算能力远远比不上Pentium，但稍强于Cyrix。综合来看，K5属于实力比较平均的那一种产品。AMD1997年又推出了K6。K6这款CPU的设计指标是相当高的，它拥有全新的MMX指令以及64KB L1 Cache，整体性能要优于奔腾MMX，
试议3D封装到来时的机遇与挑战 苏州德天光学技术有限公司 1111摘要：本文揭示了在摩尔定律即将失效的大背景下，电子信息产业的开发思维、生产方式将发生一系列变革；较详尽地阐述了3D封装将是电子产业发展的必然趋势；反映了检测手段的提高是3D封装目前面临的主要难题。分析了我国信息电子产业在此环境下所面临的机遇和挑战。 关键词：摩尔定律3D封装微焊点自动光学显微检测（MMI）机遇与挑战Discussion on the opportunities and challenges of the 3D pac kage’s coming Liu Bin, Yan Shixin Suzhou Detian Optical Technology Co., Ltd. Abstract: Against the background of Moore’s law will lose effectiveness，a variety of reformation will appear in the development and production mode of electronics and information industry; 3D-TSV will be the inexorable trend of the electronic industry, and the improvement of detection level is the main problem of 3D package. The opportunities and challenges electronics and information industry will be faced with under the circumstances were analyzed. Key Words: Moore’s Law, 3D Package, Micro-joint Automatic Optical Micro-Inspection (MMI), Opportunities and Challenges 目前，国际电子信息行业正在经历一场新的变革，摩尔定律即将失效，3D封装蓬勃兴起，如果我们能抓住这个机会，对国内相关行业及其发展环境进行大力改革整顿，顺应世界发展潮流，将大大缩小我们同国际先进水平的差距。 1 摩尔定律的失效 摩尔定律是由英特尔创始人之一戈登·摩尔（Gordon Moore）提出来的。其内容为：集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。这一定律揭示了信息技术进步的速度。 图 1 摩尔定律 但是，进入新世纪后，实现等比例缩减的代价变得非常高，器件尺寸已接近单个原子，而原子无法缩减。其次，尽管目前出现了多内核处理器，但日常使用的应用软件无法利用如此强大的处理能力；而建设芯片工厂的天价成本也阻碍摩尔定律了的延伸。摩尔本人也明确表示，摩尔定律只能再延续十年，此后在技术上将会十分困难，在他看来，摩尔定律已经走
CPU的发展历程 CPU也称为微处理器，微处理器的历史可追溯到1971年，当时INTEL公司推出了世界上第一台微处理器4004。它是用于计算器的4位微处理器，含有2300个晶体管。从此以后，INTEL便与微处理器结下了不解之缘。下面以INTEL公司的80X86系列为例介绍一下微处理器的发展历程。 1978和1979年，INTEL公司先后推出了8086和8088芯片，它们都是16位微处理器，内含29000个晶体管，时钟频率为4.77MHz，地址总线为20位，可使用1MB内存。它们的内部数据总线都是16位，外部数据总线8088是8位，8086是16位。1981年8088芯片首次用于IBMPC机中，开创了全新的微机时代。最早的i8086/8088是采用双列直插（DIP）形式封装，从i80286开始采用方形BGA扁平封装（焊接），从i80386开始到Pentiumpro开始采用方形PGA（插脚），1982年，INTEL推出了80286芯片，该芯片含有13.4万个晶体管，时钟频率由最初的6MHz逐步提高到20MHz。其内部和外部数据总线皆为16位，地址总线24位，可寻址16MB内存。80286有两种工作方式：实模式和保护模式。 1985年INTEL推出了80386芯片，它是80X86系列中的第一种32位微处理器，内含27.5万个晶体管，时钟频率为12.5MHz，后提高到20MHz，25MHz，33MHz。其内部和外部数据总线都是32位，地址总线也是32位，可寻址4GB内存。它除具有实模式和保护模式外，还增加了一种叫虚拟86的工作方式，可以通过同时模拟多个8086处理器来提供多任务能力。 除了标准的80386芯片(称为80386DX)外，出于不同的市场和应用考虑，INTEL 又陆续推出了一些其它类型的80386芯片：80386SX、80386SL、80386DL等。 1988年推出的80386SX是市场定位在80286和80386DX之间的一种芯片，其与80386DX的不同在于外部数据总线和地址总线皆与80286相同，分别是16位和24位(即寻址能力为16MB)。 1990年推出的80386SL和80386DL都是低功耗、节能型芯片，主要用于便携机和节能型台式机。80386SL与80386DL的不同在于前者是基于80386SX的，后者是基于80386DX的，但两者皆增加了一种新的工作方式：系统管理方式(SMM)。当进入系统管理方式后，CPU就自动降低运行速度、控制显示屏和硬盘等其它部件暂停工作，甚至停止运行，进入"休眠"状态，以达到节能目的。 1989年INTEL推出了80486芯片，这种芯片实破了100万个晶体管的的界限，集成了120万个晶体管。其时钟频率从25MHz逐步提高到33MHz、50MHz。80486是将80386和数学协处理器80387以及一个8KB的高速缓存集成在一个芯片内，并且在 80X86系列中首次采用了RISC技术，可以在一个时钟周期内执行一条指令。它还采用了突发总线方式，大大提高了与内存的数据交换速度。由于这些改进，80486的性能比带有80387数学协处理器的80386DX提高了4倍。 80486和80386一样，也陆续出现了几种类型。上面介绍的最初类型是80486DX。
Intel官方超高清大图：微处理器发展40周年 1971年11月15日，Intel 开发了全球第一款微处理器“Intel 4004”，时至今日即将整整40年。为了纪念这历史性的一刻，Intel 今天放出了大量珍贵的历史资料，尤其是历代17款处理器的超高清大图特写(外壳与内核)，值得收藏，不容错过。 首先来看一段老祖宗4004与当今最快处理器Sandy Bridge Core i7 的有趣对比： 1、对比晶体管速度，4004就像是蜗牛，每小时前进5米，而现在就是肯尼亚选手帕特里克·马卡乌·穆斯约基今年9月25日在德国柏林创造的马拉松长跑记录：2小时3分38秒，平均时速20.6公里。从频率上对比，二者就分别是蜗牛和闪电博尔特。 2、如今一台笔记本每年的能耗价值约25欧元(￥220)，而如果1971年来处理器功耗不变，如今的笔记本每年要在能耗上支出大约10万欧元(￥87万元)，没几个人能用得起。 3、4004的内核包含2300个晶体管，Sandy Bridge 则是9.95亿个，就像一个小村落和整个中国的人口对比。如果每颗晶体管都是一粒米，9.95亿颗足够波兰波兹南、德国斯图加特、英国格拉斯哥或者任何56.7万左右人口的大城市的所有人都饱饱地吃上一顿。 4、Sandy Bridge 采用32纳米工艺制造，内核面积216平方毫米，而如果使用4004的10微米工艺，Sandy Bridge 的内核面积将是21平方米，或者说7×3米。感谢摩尔定律。 5、4004的频率为74KHz，Sandy Bridge 则可达4GHz 左右。如果汽车的速度也照此提升，那么今天从旧金山开到纽约，或者从葡萄牙里斯本开到俄罗斯莫斯科，都只需要1秒钟。 6、从4004到Sandy Bridge，晶体管的速度提升了5000倍，功耗只有当初的5000分之一，价格则降低到了50000分之一。 7、贝尔实验室1947年发明的晶体管有一个手掌那么大，而在22nm 三栅极工艺下，一个针头(直径约1.5毫米)的空间就能放下10多亿个晶体管。
神秘的处理器制程工艺 摩尔定律指导集成电路(IC，Integrated Circuit)工业飞速发展到今天已经40多年了。在进入21世纪的第8个年头，各类45nm芯片开始批量问世，标志着集成电路工业终于迈入了低于50nm的纳米级阶段。而为了使45nm工艺按时“顺产”，保证摩尔定律继续发挥作用，半导体工程师们做了无数艰辛的研究和改进—这也催生了很多全新的工艺特点，像大家耳熟能详的High-K、沉浸式光刻等等。按照业界的看法，45nm工艺的特点及其工艺完全不同于以往的90nm、65nm，反而很多应用在45nm制程工艺上的新技术，在今后可能贯穿到32nm甚至22nm阶段。今天就让我们通过一个个案例，来探索一下将伴随我们未来5年的技术吧。 你能准确说出45nm是什么宽度吗？ 得益于厂商与媒体的积极宣传，就算非科班出身，不是电脑爱好者的大叔们也能知道45nm比65nm更加先进。但如果要细问45nm是什么的长度，估计很多人都难以给出一个准确的答案。而要理解这个问题，就要从超大规模集成电路中最基本的单元 —MOS(Metal Oxide Semiconductor金属氧化物半导体)晶体管说起。 我们用半导体制作MOS管就是利用其特殊的导电能力来传递0或者1的数字信号。在栅极不通电的情况下，源区的信号很难穿过不导电的衬底到达漏区，即表示电路关闭(数字信号0)；如果在栅极和衬底间加上电压，那么衬底中的电荷就会在异性相吸的作用下在绝缘氧化层下大量聚集，形成一条细窄的导电区，使得源区和漏区导通，那么电流就可以顺利从源区传递到漏区了(信号1)。这便是MOS最基本的工作原理。
在一块高纯硅晶圆上(在工艺中称为“P型半导体衬底”)通过离子扩散的方法制作出两个N型半导体的阱——通俗地讲P型是指带正电的粒子较多，N型则是带负电的粒子比较多。再通过沉积、光刻、氧化、抛光等工艺制造成如图中所示的MOS管，两个阱的上方分别对应源区(source)和漏区(drain)，中间的栅区(gate)和下方的衬底中间用一层氧化绝缘层隔开。我们通常说的90nm或者45nm工艺，就是指的栅极下方两个阱之间的长度，称之为导电沟道长度。 上图中给我们勾勒出来的是一个NMOS，当栅极接正向电压时，NMOS会导通。事实上还存在另外一种PMOS，其性质完全相反，当栅极接负电时，通过在绝缘区下方聚集正电荷来导通。 在实践中，工程人员很快就发现了单个MOS管在作为逻辑电路导通时，会有源源不断的电流通过，这使得MOS管功率居高不下。而事实上我们只需要传递信号就行了，无论是用电流，又或者是用电压方式，而不需要MOS管有较高的功耗。为了降低MOS管的工作功耗，可科学家们又开发了CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor 互补金属氧化物半导)电路。 CMOS的电路结构
可以说Intel公司的历史就是一部CPU的发展史，下面以Intel为例简单说一下CPU的历史。 1971年。世界上第一块微处理器4004在Intel公司诞生了。它出现的意义是划时代的，比起现在的CPU，4004显得很可怜，它只有2300个晶体管，功能相当有限，而且速度还很慢。 1978年，Intel公司首次生产出16位的微处理器命名为i8086，同时还生产出与之相配合的数学协处理器i8087，这两种芯片使用相互兼容的指令集。由于这些指令集应用于i8086和i8087，所以人们也这些指令集统一称之为X86指令集。这就是X86指令集的来历。 1979年，Intel公司推出了8088芯片，它是第一块成功用于个人电脑的CPU。它仍旧是属于16位微处理器，内含29000个晶体管，时钟频率为4.77MHz，地址总线为20位，寻址范围仅仅是1MB内存。8088内部数据总线都是16位，外部数据总线是8位，而它的兄弟8086是16位，这样做只是为了方便计算机制造商设计主板。 1981年8088芯片首次用于IBM PC机中，开创了全新的微机时代。 1982年，Intel推出80286芯片，它比8086和8088都有了飞跃的发展，虽然它仍旧是16位结构，但在CPU的内部集成了13.4万个晶体管，时钟频率由最初的6MHz逐步提高到20MHz。其内部和外部数据总线皆为16位，地址总线24位，可寻址16MB内存。80286也是应用比较广泛的一块CPU。 1985年Intel推出了80386芯片，它X86系列中的第一种32位微处理器，而且制造工艺也有了很大的进步。80386内部内含27.5万个晶体管，时钟频率从12.5MHz发展到33MHz。80386的内部和外部数据总线都是32位，地址总线也是32位，可寻址高达4GB内存，可以使用Windows操作系统了。 1989年，Intel推出80486芯片，它的特殊意义在于这块芯片首次突破了100 万个晶体管的界限，集成了120万个晶体管。80486是将80386和数学协处理器80387以及一个8KB的高速缓存集成在一个芯片内，并且在80X86系列中首次采用了RISC（精简指令集）技术，可以在一个时钟周期内执行一条指令。它还采用了突发总线（Burst）方式，大大提高了与内存的数据交换速度。 1971 年，Intel 推出了世界上第一款微处理器 4004，它是一个包含了2300个晶体管的4位CPU。 1978年，Intel推出了具有 16 位数据通道、内存寻址能力为 1MB、最大运行速度 8MHz 的8086，并根据外设的需求推出了外部总线为 8 位的 8088，从而有了 IBM 的 XT 机。随后，Intel 又推出了 80186 和 80188，并在其中集成了更多的功能。 到1982 年的时候， Intel 在8086 的基础上推出了80286，IBM 则采用80286 推出了AT 机并在当时引起了轰动，进而使得以后的 PC 机不得不一直兼容于PC XT/AT。 到了1985 年，Intel 推出了80386，但并没有引起IBM 的足够重视，反而是Compaq 率先采用了它。可以说，这是 P C 厂商正式走“兼容”道路的开始，也是AMD 等 CPU 生产厂家走“兼容”道路的开始和 32 位 CPU的开始，直到今天的 P4 和 K7 依然是 32 位的 CPU（局部64位）。 1989 年，80486 横空出世，它第一次使晶体管集成数达到了 120 万个，并且在一个时钟周期内能执行 2 条指令。
PowerPC处理器的发展历程 摘要：本文简述freescale的powerpc处理器的发展历程，按powerpc处理器应用领域对处理器进行了进行分类和介绍。 关键词：嵌入式处理器；powerpc；powerquicc；power qoriq 中图分类号：tp752 一般情况下的powerpc，指的是使用powerpc指令集的处理器。powerpc，最初的含义却不是power，而是performance optimized with enhanced risc；pc指的是performance computing。powerpc 系列是源自于power架构的设计，但进行了大量的改动。例如，power pc是open-endian设计，而power是大尾段设计；power pc希望提供更强的浮点处理能力和多线程处理能力。总的来说，这两种类型的cpu并没有太大的差别，power pc保留了绝大部分power指令，许多应用只要重新编译，就可以分别在两个平台上运行。 随着powerpc的发展，使用powerpc构架的处理器已经形成了庞大的家族，在通信、工控、航天国防等要求高性能和高可靠性的领域得到广泛应用。 目前，主流的powerpc处理器制造商有ibm、freescale、amcc、lsi等。而在嵌入式领域freescale的powerpc占主导地位，尤其有e2v公司对扩展温度powerpc的支持，广泛应用于航空国防领域。 1 freescale的powerpc系列 freescale公司是从motorola公司分离出来的公司，但是把motorola公司名下所有关于powerpc处理器的业务都归属到
微型计算机和微处理器的发展 本篇报告的目的讲述微型计算机和微处理器的发展史，以此来深化对计算机功能结构的认识，并进一步了解计算机工作的模式，在此基础上对未来的计算机发展做一个合理的推测和预期。其实微型计算机的发展和微处理器的发展其实是紧密结合，密不可分的，微型计算机的发展主要表现在其核心部件——微处理器的发展上，每当一款新型的微处理器出现时，就会带动微机系统的其他部件的一并发展，比如在微机体系结构上，存储器存取容量、存取速度上，以及外围设备都在不断改进，在此基础上新设备也在不断出现并推动微型计算机的进一步发展。 第一篇 微机的发展上根据微处理器的字长和功能，将微型计算机的发展简单划分为以下几个阶段。 第一阶段： 概述：4位和8位低档微处理器（第1代） 基本特点：采用PMOS工艺，集成度低（4000个晶体管/片）， 指令系统:系统结构和指令系统简单，主要采用机器语言或简单的汇编语言，指令数目少，基本指令周期为20~50μs，用于简单的控制场合。 举例：Intel4004和Intel8008微处理器和分别由它们组成的MCS-4和MCS-8微机 第二阶段： 概述：8位中高档微处理器（第二代） 特点：采用NMOS工艺，集成度提高约4倍，运算速度提高约10~15倍 指令系统：比较较完善，具有典型的计算机体系结构和中断、DMA等控制功能 软件方面：除汇编语言外，还有BASIC、FORTRAN等高级语言和相应的解释程序和编译程序，在后期出现操作系统。 举例：Intel8080/8085、Motorola公司、Zilog公司的Z80 第三阶段： 概述：16位微处理器（第三代） 特点：用HMOS工艺，集成度（20000~70000晶体管/片）和运算速度都比第2代提高了一个数量级 指令系统：指令系统更加丰富、完善，采用多级中断、多种寻址方式、段式存储机构、硬件乘除部件，并配置了软件系统 产品举例：Intel公司的8086/8088，Motorola公司的M68000，Zilog公司的Z8000 第四阶段： 概述：32位微处理器（第四代） 产品举例：Intel公司的80386/80486，Motorola公司的M69030/68040 基本特点：采用HMOS或CMOS工艺，集成度高达100万个晶体管/片，具有32位地址线和32位数据总线 评价：微型计算机的功能已经达到甚至超过超级小型计算机，完全可以胜任多任务、多用户的作业 第五阶段： 概述：奔腾系列微处理器（第5代） 产品举例：Intel公司的奔腾系列芯片及与之兼容的AMD的K6系列微处理器芯片 特点：AMD与Intel分别推出来时钟频率达1GHz的Athlon和PentiumⅢ。00年11月，Intel又推出了Pentium4微处理器，集成度高达每片4200万个晶体管，主频为1.5GHz。2002
1.1971年，Intel公司推出第一款用于微型计算机的处理器，是4位的微处理器4004. 2.1978年，Intel公司推出8086处理器。 3.1981年，美国IBM公司将8088芯片用于研制PC，IBM.PC大获成功，比尔开始销售DOS. 4.1982年，Intel公司推出80286，就是我们常说的286.进入这个时候后，AMD（超微）同时也开始生产电脑芯片。 5.1985年，Intel公司推出80386 6.1989年，intel公司推出80486，首次采用CPU插座 7.Intel处理器到了586时代后，Intel公司将产品命名为Pentium（奔腾）。 8.推出Pentium.MMX，在Pentium内核的基础上增加了57条MMX扩展指令集，处理多媒体数据。 9.Pentium.Pro.首个为32位服务器设计的处理器，可以应用在辅助设计，机械引擎，科学计算。 10.Pentium时代，AMD公司通过AMD.K5和k6.来与Pentium系列相抗衡。 11.1997-1998，intel推出Pentium 2。1998年，推出赛扬.Celeron，它是Pentium.2的简化版。 12.1999年，intel推出Pentium 3，新增加音频，视频，3d图形效果的扩展功能。 13.2000年，AMD推出主频1GHz的Athlon（K7）处理器，在主频上超过Intel 公司。 14.随后，AMD推出Thunderbird.（雷鸟）和Duron（应龙），雷鸟处理器在核心上领先于P3. 15.2003年，AMD推出Athlon 64系列处理器，进入64位时代。世界上第一款64位处理器。 16.2005年，AMD推出全球第一款双核处理器.AMD Athlon 64 X2.，进入双核时代。 17.2006年，Intel公司推出它的第一款双核处理器，Intel Core 2.Duo。 18.2007年，四核的发布，但是还没有普及。
半导体设备和材料国产化机遇(上) 一、设备和材料是半导体产业的上游核心环节 集成电路占半导体总市场的八成,是半导体的主要构成部分。美国半导体产业协会(SIA) 最新发布的数据显示,2015年全球半导体市场规模为3,352亿美元,比2014年略减0.2%。半导体可以分为四类产品,分别是集成电路、光电子器件、分立器件和传感器。其中规模最大的是集成电路,达到2,753亿美元,占半导体市场的81%。由于半导体产品中大部分是集成电路,因此二者常常被混为一谈,在此特别说明二者的异同,以免混淆。 1、设备和材料在半导体产业链中位于上游,是半导体制造所需的工具和原料 经过50多年的发展,如今的半导体产业已经高度专业化。我们以集成电路(IC)产业为例来说明产业的分工。集成电路产业经过了几十年不断的发展与演变,在1970年代以前,由系统厂商(System)和IDM厂商主导,之后演变为IC设计、晶圆代工和封装测试为主导的垂直分工模式。随着IC产业规模的壮大,产业竞争加剧,分工模式进一步细化,从封装测试环节中分出测试,从IC设计环节分出了专门提供IP的厂商(如ARM)。 半导体设备和材料处于IC产业的上游,为IC产品的生产提供必要的工具和原料。当前IC 产业的商业模式可以简单描述为,IC设计公司根据下游客户(系统厂商)的需求设计芯片,然后交给晶圆代工厂进行制造,之后再由封装测试厂进行封装测试,最后将性能良好的IC产品出售给系统厂商。IC设计、晶圆制造、封装测试是IC产业的核心环节,除此之外,IC设计公司需要从IP/EDA公司购买相应的IP和EDA工具,而IC制造和封装测试公司需要从设备和材料供应商购买相应的半导体设备和材料化学品。因此, 在核心环节之外,集成电路产业链中还需IP/EDA、半导体设备、材料化学品等上游供应商。 2、半导体生产工艺复杂,对半导体设备和材料的要求极高 集成电路产业按照摩尔定律持续发展,制程节点不断缩小,今年将量产10纳米。摩尔定律是由英特尔(Intel)创始人之一戈登?摩尔(Gordon Moore)于1965年提出来的。其内容为:当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。几十年来,集成电路产业沿着摩尔定律发展,1971年集成电路的制程节点是10微米(百分之一毫米),今年台积电将开始量产10纳米(十万分之一毫米),技术节点缩小 到千分之一,意味着晶体管面积缩小百万分之一。 82平方毫米的集成电路产品中有超过十亿颗晶体管,制造工艺极其复杂。英特尔在2015年CES展会上发布的第五代酷睿处理器系列,采用14nm 3D三栅极晶体管技术打造,U系列核心面积相比采用 22nm 3D三栅极集体管技术的第四代酷睿U系列处理器缩小了37%,但所集成的晶体管数量提升了35%,达到13亿个!这使得第五代酷睿处理器与同级别第四
电脑CPU的发展历程CPU是central processing unit(中央微处理器)的缩写，它是计算机中最重要的一个部分，由运算器和控制器组成。编辑今天所写的产品主要是针对市场份额超大的两家，像国产的威盛还有龙芯编辑没有做进一步的探究。目的只是让大家先普及一下主流产品的过去和未来。以后会为大家做更深层的探究。
著名的处理8088 处理器演变英特尔发展史 处理器的发展演变史编辑认为和产品内部的电路有的一拼，几十年的时间可处理器的轨迹却是飞一般的发展，无论是性能、工艺、体积、价格都发生了举世瞩目的变革。废话少说我们先看下市场大哥的发展史，编辑的寥寥数语不可能把它的发展轨迹描述的详细入里，只能以点带面了。 英特尔CPU发展史： 4004：1969年(4bit)
8008：1972年(8bit) 8080：1974年(8bit) 8085：1976年(8bit) 8086：1978年(16bit) 8088：1979年(CPU内部16bit而外部8bit)，编辑这里要提一句就是从8088开始，个人电脑(pc)的概念开始在全世界范围内发展起来。从8088应用到ibm pc机上开始,个人电脑真正走了人们的工作和生活之中，它也标志着一个新时代的开始。 80186：1980年(16bit) 80188：1981年(16bit) 80286：1982年(16bit) 80386：1985年(32bit) 80486：1989年(32bit)。1989年，我们大家耳熟能详的80486芯片由英特尔推出。这款经过四年开发和3亿美资金投入的芯片的伟大之处在于它首次实破了100万个晶体管的界限，集成了120万个晶体管，使用1微米的制造工艺。80486的时钟频率从25mhz逐步提到33mhz、40mhz、50mhz。80486的性能比带有80387数协微处理器的80386 dx性能提了4倍 1993年出现了Pentium(586)，全面超越486的新一代586的cpu问世也为大家带来性能强劲处理器的开端，为了摆脱486时代微处理器名称混乱的困扰，英特尔公把自己的新一代产品命名为pentium(奔腾)，接下来我们就可以看到一系列的发展进化，其中有成功也有失败。不过处理器的发展始终在前行，而且会伴随人们的生活发展下去。 P1，有3个大代：P1，P1 mmx，P1 pro。最多见的是P1 mmx，有了mmx 指令集，让P1有了解压VCD的能力。
Intel公司的CPU发展史 英特尔公司是全球最大的半导体芯片制造商，成立于1968年，具有41年产品创新和市场领导的历史。1971年，英特尔推出了全球第一个微处理器。微处理器所带来的计算机和互联网革命，改变了整个世界。 Intel公司的CPU演进史几乎就等于计算机演进史。 就Intel而言，经历过8086（第一代）、80286（第二代）、80386（第三代）、80486计算机（第四代）、Pentium（第五代）、Pentium Pro（第六代）到现今的Pentium II、Pentium III、PentiumⅣ，到现今主流的多核心CPU，期间虽有AMD、Cyrix、IBM等都陆续有跟上计算机世代的交替，除了AMD的K7、K8曾经稍微威胁到Intel的霸主地位之外，可以说是Intel 公司的天下。 Intel 4004 1971年，英特尔公司推出了世界上第一款微处理器4004，这是第一个可用于微型计算机的四位微处理器，它包含2300个晶体管，随后英特尔又推出了8008。1974年，8008发展成8080,成为第二代微处理器。8080作为代替电子逻辑电路的器件被用于各种应用电路和设备中。 - X86系列 Intel x86处理器成为IBM PC的大脑。这个历史的选择也将英特尔公司日后带入了财富500强大公司的行列。 Intel 8086 /8088 1978年英特尔公司生产的8086是第一个16位的微处理器。这就是第三代微处理器的起点。8086微处理器最高主频速度为8MHz，具有16位数据通道，内存寻址能力为1MB。同时英特尔还生产出与之相配合的数学协处理器i8087，这两种芯片使用相互兼容的指令集。人们将这些指令集统一称之为 x86指令集。 1979年，英特尔公司又开发出了8088，8088工作频率为、或8MHz，集成了大约29000个晶体管。 Intel 80286 1982年，英特尔公司在8086的基础上，研制出了80286微处理器，80286集成了大约130000个晶体管。该微处理器的最大主频为20MHz。80286在以下四个方面比它的前辈有显著的改进：支持更大的内存；能够模拟内存空间；能同时运行多个任务；提高了处理速度。 8086～80286这个时代是个人电脑起步的时代，当时在国内使用甚至见到过PC机的人很少，它在人们心中是一个神秘的东西。到九十年代初，国内才开始普及计算机。 ~ 带领我们进入32位时代的CPU — 80386 80386是Intel第一个32位处理器，同时也是第一种具有“多任务”功能的处理器。所谓“多任务”就是说处理器可以在同时处理几个程序的指令。 Intel 80386DX 1985年春天的时候，英特尔公司已经成为了第一流的芯片公司，10月17日，英特尔划时代的产品——80386DX正式发布了，其内部包含万个晶体管，时钟频率为，后逐步提高到