超高速積體電路（英語：very-high-speed integrated circuits，英文縮寫：VHSIC）是1980年代美國政府發展積體電路工業的一個規劃。
美國國防部於1980年啟動該計畫。這個計畫是美國陸軍、海軍、空軍三方承擔的項目，主要目的是推動積體電路材料、印刷、封裝、測試、軟體算法的發展，許多計算機輔助設計工具在這一時期被開發出來，例如硬體描述語言VHDL。在這一計畫中，軍方對於砷化鎵材料的興趣被重新轉移到了CMOS電路上。
基本介紹
- 中文名：超高速積體電路
- 外文名：veryhighspeedintegratedcircuit
- 簡稱：VHSIC
- 特性：高速信號處理、抗核輻射
簡介,相關技術,
簡介
（veryhighspeedintegratedcircuit—VHSIC）
超高速積體電路是一種超大規模積體電路，是為滿足軍用高速信號處理、抗核輻射、故障容限和晶片自檢測要求而研製的。美國國防部於1980年開始實施超高速積體電路研製計畫，總目標是：晶片的微加工線寬達到0.5微米、門電路運算速度比民用的提高100倍，可靠性提高10倍。現已製成各類矽超高速積體電路和砷化鎵超高速積體電路。用超高速積體電路製造的微型和小型超高速計算機已廣泛用於美國多種先進的武器系統，如F-15、F-16戰鬥機，“海爾法”反坦克飛彈，“針刺”攜帶型防空飛彈，“戰斧”巡航飛彈和“愛國者”防空飛彈系統等。
美國國防部在1979年財政年度提出的“超高速積體電路(C工程,是美國微電子國防工業中最重要的工程。這項工程的最終目標是在矽半導體超大規模積體電路的基礎上,把微處理器的信號處理速度再提高一百倍,將道集三成電路上元件的線寬推進到亞微米.(05微米)的量級,再將它們插入到戰術和戰略的制導武器的火控裝置、遠程運載工縣和星際通訊裝置上,以保證美國在未來的電子戰和星球大戰中技術的絕對優勢。這項工程是按照由前端產品(超高速積體電路)的研製到最終產品(插入設備)的設計、生產和試驗的"向前垂直集成”(forwardverti。alintegrati。)n)的工業模式分三個階段開展的。
第一個階段從1980年3月起,到同年n月結束。這一階段屬於“軟體”階段,主要是研討超高速積體電路的具體概念、性能指標和制定研製計畫,動用了九個電子公一司,耗資一千零五十萬美圓。
第二階段從1981年5月開始,到1984年4月結束。在這一階段已經完成了元件線寬為1/4微米、功能通過速率為5欠10”門一赫/平方厘米i為積體電路的設計、研製和生產,並開始了元件線寬為亞微米的積體電路的研製。參加這一階段工程的有德克薩斯儀器公司、國際商業機器公司、亨尼韋公司(Honyewell))、威斯汀豪斯公司等六個契約單位,耗資一億六千萬餘美圓。
第三階段是從1984年5月開始的,預廿在1986年結束。這個階段的主要任務是將第二階段生產的超高速積體電路插入各戰術和戰略武器、運載和通訊設備的微型化電子裝置中,另外,還要完成亞微米線寬的功能通過速率為10’“門一赫/平方厘米的集成塊的試製和生產。
從技術的角度來看,美國超高速積體電路工程有三個問題是值得注意的。
第一,在材料選擇上,以矽為主,而不採用砷化嫁半導體,原因是矽數字積體電路技術已趨成熟。高速、低能耗和抗輻射性強是超高速積體電路的三個基本要求,現在已經生產出幾種雙極積體電路、單極積體電路(NMOS、CMOS)和以矽藍寶石S(05)為材料的互補金屬一氧化物一半導體(CMOS)積體電路,這些積體電路已經達到了上述性能要求。
第二,在工藝上選擇的技術途徑是電子束刻蝕、電子束直接刻蝕,因為這類工藝具有高度靈活性,適合於小批量的生產。光刻蝕技術和X一射線技術適合於大批量的商用積體電路的生產,國防部就不再投資這些技術。
第三,高度強調設計自動化,計算機輸助設計(CAD)是必不可少的。超高速積體電路主要用於微處理器,而不是存貯器。存貯器上門陣列電路的重複性可以減輕設計約困難,而這種優點在微處理器晶片上不復存在。雖然說商用積體電路的線寬也已經進入了亞微米的階段,但這僅僅是指存貯器。現在一塊2弓已k的存貯器上的確己具有幾十萬隻電晶體,而要一塊超高速積體電路上製造出十萬隻電晶體卻還有相當大的困難。問題的根本出路在於設計和生產的自動化。
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