更新时间：2022-08-25 11:59
超高速集成电路（英语：very-high-speed integrated circuits，英文缩写：VHSIC）是1980年代美国政府发展集成电路工业的一个规划。
（veryhighspeedintegratedcircuit—VHSIC）
超高速集成电路是一种超大规模集成电路，是为满足军用高速信号处理、抗核辐射、故障容限和芯片自检测要求而研制的。美国国防部于1980年开始实施超高速集成电路研制计划，总目标是：芯片的微加工线宽达到0.5微米、门电路运算速度比民用的提高100倍，可靠性提高10倍。现已制成各类硅超高速集成电路和砷化镓超高速集成电路。用超高速集成电路制造的微型和小型超高速计算机已广泛用于美国多种先进的武器系统，如F-15、F-16战斗机，“海尔法”反坦克导弹，“针刺”便携式防空导弹，“战斧”巡航导弹和“爱国者”防空导弹系统等。
第一个阶段从1980年3月起,到同年n月结束。这一阶段属于“软件”阶段,主要是研讨超高速集成电路的具体概念、性能指标和制定研制计划,动用了九个电子公一司,耗资一千零五十万美圆。
第二阶段从1981年5月开始,到1984年4月结束。在这一阶段已经完成了元件线宽为1/4微米、功能通过速率为5欠10”门一赫/平方厘米i为集成电路的设计、研制和生产,并开始了元件线宽为亚微米的集成电路的研制。参加这一阶段工程的有得克萨斯仪器公司、国际商业机器公司、亨尼韦公司(Honyewell))、威斯汀豪斯公司等六个合同单位,耗资一亿六千万余美圆。
第三阶段是从1984年5月开始的,预廿在1986年结束。这个阶段的主要任务是将第二阶段生产的超高速集成电路插入各战术和战略武器、运载和通讯设备的微型化电子装置中,另外,还要完成亚微米线宽的功能通过速率为10’“门一赫/平方厘米的集成块的试制和生产。
从技术的角度来看,美国超高速集成电路工程有三个问题是值得注意的。
第一,在材料选择上,以硅为主,而不采用砷化嫁半导体,原因是硅数字集成电路技术已趋成熟。高速、低能耗和抗辐射性强是超高速集成电路的三个基本要求,现在已经生产出几种双极集成电路、单极集成电路(NMOS、CMOS)和以硅蓝宝石S(05)为材料的互补金属一氧化物一半导体(CMOS)集成电路,这些集成电路已经达到了上述性能要求。
第二,在工艺上选择的技术途径是电子束刻蚀、电子束直接刻蚀,因为这类工艺具有高度灵活性,适合于小批量的生产。光刻蚀技术和X一射线技术适合于大批量的商用集成电路的生产,国防部就不再投资这些技术。
第三,高度强调设计自动化,计算机输助设计(CAD)是必不可少的。超高速集成电路主要用于微处理器,而不是存贮器。存贮器上门阵列电路的重复性可以减轻设计约困难,而这种优点在微处理器芯片上不复存在。虽然说商用集成电路的线宽也已经进入了亚微米的阶段,但这仅仅是指存贮器。现在一块2弓已k的存贮器上的确己具有几十万只晶体管,而要一块超高速集成电路上制造出十万只晶体管却还有相当大的困难。问题的根本出路在于设计和生产的自动化。
光纤传输系统
光纤传输系统是由一段或多段光纤、一系列光子、光电子和微电子的器件、电路和子系统组成的链路、环路或网络。这个系统要完成数据在信源端的接收、组织(分帧、打包、复接等)、光调制、传输、光接收、再生、分接等一系列处理,应用到多种技术,其研制和开发涉及到多种学科,其设备的生产和工程建设涉及到众多的产业和部门。本文将主要讨论光纤传输系统中光电子器件、电路和高速集成电路的设计,图1给出光纤通信传输系统的核心组成框图。
我国光纤通信用集成电路技术的现状和发展方向
我国在光纤通信的建设方面已经取得长足进步。已建成几十条光缆通信电路,总长度达100000km。在光纤通信用1.3拼m和1.55拼m量子阱分布反馈激光器,掺饵光纤放大器(EDFA),激光调制器和系统集成等技术方面已取得了瞩目成绩,OEIC的关键技术也已经获得突破。然而,我国光纤通信技术的整体还是落后的。已建和在建的光纤通信干线系统几乎全都是从国外引进的,而在我国自己开发的系统中,大部分的器件和几乎全部的关键高速集成电路都是进口的。为了改变我国集成电路研制的落后局面,我们一方面要继续完善和提高现有工艺线的技术水平和生产能力，要研究、开发和利用包括CMOS、双极性硅、GAas和nIP等多种工艺;另一方面要借鉴国外无生产线(afbless)集成电路设计模式,发挥人才资源和智力资源方面的优势,提高集成电路设计水平,设计并实现具有自己知识产权、包括光纤通信在各种信息产业用集成电路。要以系统应用和市场需要带动研究和开发,走产学研结合的道路。只有这样,才能在建立国家信息基础设施的进程中,赶上世界潮流,为国家创造出巨大财富。