超大规模集成

超大规模集成(VLSI)是通过将数百万个MOS晶体管组合到单个芯片上来创建集成电路(IC)的过程。超大规模集成始于1970年代，当时MOS集成电路芯片被广泛采用，使得复杂的半导体和电信技术得以发展。所述微处理器和存储芯片是VLSI器件。在引入VLSI技术之前，大多数IC可以执行的功能有限。一个电子电路可能包括一个的CPU、ROM、RAM和其他胶水逻辑。超大规模集成允许IC设计人员将所有这些添加到一个芯片中。

晶体管的历史可以追溯到1920年代，当时几位发明家尝试了旨在控制固态二极管中的电流并将其转换为三极管的器件。二战之后取得了成功，当时使用硅和锗晶体作为雷达探测器导致了制造和理论的改进。曾从事雷达工作的科学家们又回到了固态设备开发领域。与xxx发明晶体管在贝尔实验室，1947年，电子学领域中，从真空管到移位固态器件。

1950年代的电气工程师掌握了小晶体管，看到了构建更先进电路的可能性。然而，随着电路复杂性的增加，问题也随之而来。一个问题是电路的大小。像计算机这样的复杂电路依赖于速度。如果组件很大，则互连它们的电线必须很长。电信号需要时间通过电路，从而减慢计算机的速度。

该集成电路的发明通过杰克基尔比和罗伯特诺伊斯通过使所有的组件和芯片出来的半导体材料的相同的块（整料）的解决了这个问题。电路可以做得更小，制造过程可以自动化。这导致了在单晶硅晶片上集成所有组件的想法，这导致了1960年代初期的小规模集成(SSI)，然后是1960年代后期的中规模集成(MSI)。

GeneralMicroelectronics于1964年推出了xxx款商用MOS集成电路。1970年代初期，MOS集成电路技术允许在单个芯片中集成10,000多个晶体管。这为1970年代和1980年代的VLSI铺平了道路，单个芯片上有数万个MOS晶体管（后来是数十万，然后是数百万，现在是数十亿）。

xxx半导体芯片各装有两个晶体管。随后的进步增加了更多的晶体管，因此，随着时间的推移，集成了更多的单独功能或系统。xxx个集成电路只有几个器件，可能多达十个二极管、晶体管、电阻器和电容器，这使得在单个器件上制造一个或多个逻辑门成为可能。现在回溯性地称为小规模集成(SSI)，技术的改进导致了具有数百个逻辑门的设备，称为中等规模集成(MSI)。进一步的改进导致了大规模的集成(LSI)，即具有至少一千个逻辑门的系统。当前的技术已经远远超过了这个标志，今天的微处理器拥有数百万个门和数十亿个单独的晶体管。

曾经有人努力命名和校准超大规模集成电路之上的各种级别的大规模集成。使用了超大规模集成(ULSI)等术语。但是，在普通设备上可用的大量门和晶体管已经使这种细微的区别变得毫无意义。表示高于VLSI集成水平的术语不再广泛使用。

2008年，十亿晶体管处理器开始商用。随着半导体制造从当时的65纳米工艺发展而来，这变得越来越普遍。与最早的设备不同，当前的设计使用广泛的设计自动化和自动化逻辑综合来布置晶体管，从而使最终的逻辑功能具有更高的复杂性。某些高性能逻辑块，如SRAM（静态随机存取存储器）单元，仍然是手工设计的，以确保最高效率。

结构化超大规模集成设计是由CarverMead和LynnConway发起的模块化方法，用于通过最小化互连结构面积来节省微芯片面积。这是通过矩形宏块的重复排列获得的，这些矩形宏块可以通过邻接布线使用互连来实现。一个例子是将加法器的布局划分为一行相等的位片单元。在复杂的设计中，这种结构可以通过分层嵌套来实现。

结构化VLSI设计曾在上世纪80年代初已经普及，但失去了它的普及后因为来临的布局布线工具，通过大量浪费面积的路由，这是因为进度容忍摩尔定律。在1970年代中期引入硬件描述语言KARL时，ReinerHartenstein创造了术语“结构化VLSI设计”（最初称为“结构化LSI设计”），呼应EdsgerDijkstra的结构化编程方法，通过过程嵌套避免混乱的意大利面条式结构程式。