専修大学ネットワーク情報学部 ネットワーク情報概論 ネットワーク情報化社会を支える半導体産業 -- 技術と歴史 -平成１５ 年 ６月１７日 インテル株式会社 大野 直次 Naotsugu Ohno 1 IT・ネットワーク情報産業と半導体・LSI産業・技術との関係 IT・ネットワーク情報産業 IT・ネットワーク情報産業・技術 Hardware／System －Server －Personal Computer －Telephone, Cellar phone －Hub、Network Hardware構成部品 －筐体 －回路基板 －電源 －抵抗 －コンデンサ－ －トランジスター、半導体 －LSI e.t.c Naotsugu Ohno 半導体・LSI産業・技術 半導体・LSI産業・技術 2 産業革命と情報革命 現代は情報化社会といわれている。18世紀後半に英国で始まった産業革命 と対比して20世紀後半から情報（IT）革命が進行しているといわれている。 産業革命の駆動力蒸気機関の発明・改良 ○ 動力の機械化 ○ 大量生産・大量輸送 情報革命の駆動力半導体を利用した電気信号の増幅器（トランジスタ）の 発明とLSIによるその機能の増大化 ○ 人間の頭脳や神経活動の一部の機械化 ○ 情報処理作業の短縮化、情報処理量の増大化 Naotsugu Ohno 3 半導体に関する技術と人と研究開発戦略の流れ ① 電信機、無線機の発明と発達 AT&T（アメリカ電話電信会社） ② 真空管の発達と、その増幅機能の利用により電話網の充実 AT&T（アメリカ電話電信会社） ③ 半導体を使った増幅器（トランジスタ）の発明と発展 ショックレー半導体研究所 ④ ICの発明と発展 フェアチャイルド半導体社 ⑤ MPU（マイクロプロセッサ）と大容量メモリ（DRAM）の発明と発展 インテル、日本の半導体メーカー （そして最近は、韓国、台湾） IC以前 1950年代及び以前 IC時代 1960年代 LSI時代 1970年代 VLSI時代 1980年代 サブミクロンVLSI時代 1990年代 ギガビット時代 2000年代 Naotsugu Ohno 4 半導体・LSIに関する研究開発とビジネスの歴史 ① 基本的発明 ② それの改善、改良、精緻化 ③ 発明された半導体・LSIを使用しての応用製品の開発とこれによる 半導体・LSI部品需要の形成 Naotsugu Ohno [出典／日経BP企画：ICガイドブック（第８版／2000年版） （日本電子機械工業会、平成12年）] 5 半導体デバイスの分類 集積度による分類 基板構成による分類 構造による分類 機能による分類 Naotsugu Ohno 個別半導体： トランジスタ、ダイオード等 集積回路（IC) 小規模集積回路（SSI)： 100素子/チップ 以下 中規模集積回路（MSI)： 100~1,000素子/チップ 大規模集積回路（LSI)： 1,000~100,000素子/チップ 超大規模集積回路（VLSI)： 100,000素子/チップ 以上 モノリシックIC シリコン基板 SOI基板 ハイブリッドIC 厚獏IC 薄膜IC SOI基板によるデバイス バイポーラ型デバイス npn構造 pnp構造 MOS型デバイス nMOS構造 pMOS構造 CMOS構造 BiCMOS型デバイス：バイポーラとCMOSとの混在 デジタル用デバイス メモリ RAM：DRAM、SRAM、FRAM ROM：RPROM、EEPROM、マスクROM、Flash ロジック MPU 汎用ロジック メモリ・ロジック混在 システムＬＳＩ アナログ用デバイス デジタル・アナログ混在デバイス 6 半導体・LSIデバイスとは、 プリント基板上部品の半導体・LSI化 Naotsugu Ohno [出典／菊池 正典：やさしくわかる半導体 （日本実業出版社、 2000）] 7 ベル研究所で開発された最初の点接触型トランジスタ （1947年；ブラッテン、バーディーン） Naotsugu Ohno [出典／志村 幸雄：にっぽん半導体半世紀（20世紀最大の技術革新を支えた人と企業） （ダイヤモンド社、1999）] 8 ショックレー、接合型トランジスタの理論発表 Naotsugu Ohno 1949年 9 Naotsugu Ohno 10 Naotsugu Ohno 半導体・LSIデバイスの製造フロー 11 CMOS インバータ回路とチップ構造図 Naotsugu Ohno 12 CMOS LSI 製造工程フロー 1. 基板工程の製造フロー ウェル形成 素子分離 ゲート電極形成 ソース・ドレイン形成 層間絶縁膜１形成 Naotsugu Ohno [出典／日経BP企画：ICガイドブック（第８版／2000年版） （日本電子機械工業会、平成12年）] 13 2. 配線工程の製造フロー コンタクトホール形成 第一層配線（M１）形成 層間絶縁膜２形成 スルーホール形成 第一層配線（M2）形成 Naotsugu Ohno [出典／日経BP企画：ICガイドブック（第８版／2000年版） （日本電子機械工業会、平成12年）] 14 半導体デバイスにおける巨大化と微細化の両面 Naotsugu Ohno [出典／前田 和夫：はじめての半導体プロセス （工業調査会、 2000）] 15 半導体生産高の地域別シェアの推移 Naotsugu Ohno [出典／前田 和夫：はじめての半導体プロセス （工業調査会、 2000）] 16
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