Zeitschrift für Elektrotechnik und Elektronik

VLSI und Technologie

Bei der Very-Large-Scale-Integration (VLSI) handelt es sich um den Prozess der Erstellung eines integrierten Schaltkreises (IC) durch die Kombination von Tausenden von Transistoren in einem einzigen Chip. VLSI begann in den 1970er Jahren, als komplexe Halbleiter- und Kommunikationstechnologien entwickelt wurden. Der Mikroprozessor ist ein VLSI-Gerät. Vor der Einführung der VLSI-Technologie verfügten die meisten ICs über eine begrenzte Anzahl von Funktionen, die sie ausführen konnten. Eine elektronische Schaltung kann aus einer CPU, einem ROM, einem RAM und einer anderen Verbindungslogik bestehen. Mit VLSI können IC-Designer all dies in einem Chip integrieren. Das historische Wachstum der IC-Rechenleistung hat die Art und Weise, wie wir Informationen erstellen, verarbeiten, kommunizieren und speichern, grundlegend verändert. Der Motor dieses phänomenalen Wachstums ist die Fähigkeit, die Transistorabmessungen alle paar Jahre zu verkleinern. Dieser Trend, bekannt als Moores Gesetz, hält seit 50 Jahren an. Der vorhergesagte Untergang des Mooreschen Gesetzes hat sich dank technologischer Durchbrüche (z. B. Techniken zur Verbesserung der optischen Auflösung, High-k-Metall-Gates, Multi-Gate-Transistoren, vollständig verarmte Ultradünnkörpertechnologie und 3D-Wafer-Stacking) wiederholt als falsch erwiesen. Es wird jedoch prognostiziert, dass die Transistorabmessungen in ein oder zwei Jahrzehnten einen Punkt erreichen werden, an dem eine weitere Verkleinerung unwirtschaftlich wird, was schließlich zum Ende der CMOS-Skalierungs-Roadmap führen wird. In diesem Aufsatz werden das Potenzial und die Grenzen mehrerer Post-CMOS-Kandidaten erörtert, die derzeit von der Gerätegemeinschaft verfolgt werden. Daher gibt es die Klassifizierung „ System on Chip“ , „Analog- und Mixed-Mode-VLSI“, „VLSI-Signalverarbeitung“ und „VLSI für drahtlose Kommunikation“ .