电气工程与电子技术学报

超大规模集成电路和技术

超大规模集成 (VLSI)是通过将数千个晶体管组合到单个芯片中来创建集成电路 (IC) 的过程。 VLSI 始于 20 世纪 70 年代，当时正在开发复杂的半导体和通信技术。微处理器是VLSI器件。在引入 VLSI 技术之前，大多数 IC 只能执行有限的功能。电子电路可能由 CPU、ROM、RAM 和其他胶合逻辑组成。VLSI允许 IC 设计人员将所有这些功能添加到一个芯片中。 IC 计算能力的历史性增长深刻地改变了我们创建处理、通信和存储信息的方式。这种惊人增长的动力是每隔几年缩小晶体管尺寸的能力。这种被称为摩尔定律的趋势在过去 50 年来一直持续。由于技术突破（例如光学分辨率增强技术、高 k 金属栅极、多栅极晶体管、全耗尽型超薄体技术和 3D 晶圆堆叠），摩尔定律的消亡预测已被一再证明是错误的。然而，预计一二十年后，晶体管尺寸将达到进一步缩小尺寸变得不经济的程度，这最终将导致 CMOS 尺寸缩小路线图的终结。本文讨论了设备界目前正在追求的几种后 CMOS 候选方案的潜力和局限性。因此它有片上系统、模拟和混合模式 VLSI、 VLSI 信号处理、用于无线通信的 VLSI 等分类。