芯片、驱动芯片等多种类型,它们在电子设备中发挥着各自独特的作用。例如,处理器芯片负责执行程序指令,完成的处理;存储器芯片则用于数据的存储和读取;通信芯片实现设备间的数据传输;传感器芯片则将环境中的物理量转化为
芯片是现代电子设备不可或缺的组成部分,广泛应用于计算机、手机、智能家居、医疗设备、航空航天等各个领域,对现代科技的发展起着重要的推动作用。
电路制造在半导体芯片表面上的集成电路又称薄膜(thin-film)集成电路。另有一种厚膜(thick-film)集成电路(hybrid integrated circuit)是由独立半导体设备和被动组件,集成到衬底或线路板所构成的小型化电路。
晶体管发明并大量生产之后,各式固态半导体组件如二极管、晶体管等大量使用,取代了真空管在电路中的功能与角色。到了20世纪中后期半导体制造技术进步,使得集成电路成为可能。相对于手工组装电路使用个别的分立电子组件,集成电路可以把很大数量的微晶体管集成到一个小芯片,是一个巨大的进步。集成电路的规模生产能力,可靠性,电路设计的模块化方法确保了快速采用标准化集成电路代替了设计使用离散晶体管。
集成电路对于离散晶体管有两个主要优势:成本和性能。成本低是由于芯片把所有的组件通过照相平版技术,作为一个单位印刷,而不是在一个时间只制作一个晶体管。性能高是由于组件快速开关,消耗更低能量,因为组件很小且彼此靠近。2006年,芯片面积从几平方毫米到350 mm,每mm可以达到一百万个晶体管。
第一个集成电路雏形是由杰克基尔比于1958年完成的,其中包括一个双极性晶体管,三个电阻和一个电容器。
前面的字母是芯片厂商或是某个芯片系列的缩写。像MC开始的多半是摩托罗拉的,MAX开始的多半是美信的。
中间的数字是功能型号。像MC7805和LM7805,从7805上可以看出它们的功能都是输出5V,只是厂家不一样。
后面的字母多半是封装信息,b体育登录要看厂商提供的资料才能知道具体字母代表什么封装。
74系列是标准的TTL逻辑器件的通用名称,例如74LS00、74LS02等等,单从74来看看不出是什么公司的产品。不同公司会在74前面加前缀,例如SN74LS00等。
温度等级-----区分商业级,工业级,军级等。一般情况下,C表示民用级,Ⅰ表示工业级,E表示扩展工业级,A表示航空级,M表示军品级。
速率----如memory,MCU,DSP,FPGA等产品都有速率区别,如-5,-6之类数字表示。
工艺结构----如通用数字IC有COMS和TL两种,常用字母C,T来表示。
是否环保-----一般在型号的末尾会有一个字母来表示是否环保,如z,R,+等。
包装-----显示该物料是以何种包装运输的,如tube,T/R,rail,tray等。
C=0℃至60℃(商业级);I=-20℃至85℃(工业级);E=-40℃至85℃(扩展工业级);A=-40℃至82℃(航空级);M=-55℃至125℃(军品级)
芯片(chip)就是半导体元件产品的统称。是集成电路(IC, integrated circut)的载体,由晶圆分割而成。
IC,泛指所有的电子元器件,是在硅板上集合多种电子元器件实现某种特定功能的电路模块。它是电子设备中最重要的部分,承担着运算和存储的功能。集成电路的应用范围覆盖了军工、民用的几乎所有的电子设备。
如果把中央处理器CPU比喻为整个电脑系统的心脏,那么主板上的芯片组就是整个身体的躯干。对于主板而言,芯片组几乎决定了这块主板的功能,进而影响到整个电脑系统性能的发挥,芯片组是主板的灵魂。
芯片组(Chipset)是主板的核心组成部分,按照在主板上的排列位置的不同,通常分为北桥芯片和南桥芯片。北桥芯片提供对CPU的类型和主频、内存的类型和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC纠错等支持。南桥芯片则提供对KBC(键盘控制器)、RTC(实时时钟控制器)、b体育登录USB(通用串行总线)、Ultra DMA/33(66)EIDE数据传输方式和ACPI(高级能源管理)等的支持。其中北桥芯片起着主导性的作用,也称为主桥(Host Bridge)。
芯片组的识别也非常容易,以Intel440BX芯片组为例,它的北桥芯片是Intel 82443BX芯片,通常在主板上靠近CPU插槽的位置,由于芯片的发热量较高,在这块芯片上装有散热片。南桥芯片在靠近ISA和PCI槽的位置,芯片的名称为Intel 82371EB。其他芯片组的排列位置基本相同。对于不同的芯片组,在性能上的表现也存在差距。
除了最通用的南北桥结构外,芯片组正向更高级的加速集线架构发展,Intel的8xx系列芯片组就是这类芯片组的代表,它将一些子系统如IDE接口、音效、MODEM和USB直接接入主芯片,能够提供比PCI总线宽一倍的带宽,达到了266MB/s;此外,矽统科技的SiS635/SiS735也是这类芯片组的新军。除支持最新的DDR266,DDR200和PC133 SDRAM等规格外,还支持四倍速AGP显示卡接口及Fast Write功能、IDE ATA33/66/100,并内建了3D立体音效、高速数据传输功能包含56K数据通讯(Modem)、高速以太网络传输(Fast Ethernet)、1M/10M家庭网络(Home PNA)等。
芯片制作完整过程包括芯片设计、晶片制作、封装制作、成本测试等几个环节,其中晶片制作过程尤为的复杂。
晶圆的成分是硅,硅是由石英沙所精练出来的,晶圆便是硅元素加以纯化(99.999%),接着是将些纯硅制成硅晶棒,成为制造集成电路的石英半导体的材料,将其切片就是芯片制作具体需要的晶圆。晶圆越薄,生产的成本越低,但对工艺就要求的越高。
该过程使用了对紫外光敏感的化学物质,即遇紫外光则变软。通过控制遮光物的位置可以得到芯片的外形。在硅晶片涂上光致抗蚀剂,使得其遇紫外光就会溶解。这时可以用上第一份遮光物,使得紫外光直射的部分被溶解,这溶解部分接着可用溶剂将其冲走。这样剩下的部分就与遮光物的形状一样了,而这效果正是我们所要的。这样就得到我们所需要的二氧化硅层。
具体工艺是是从硅片上暴露的区域开始,放入化学离子混合液中。这一工艺将改变搀杂区的导电方式,使每个晶体管可以通、断、或携带数据。简单的芯片可以只用一层,但复杂的芯片通常有很多层,这时候将这一流程不断的重复,不同层可通过开启窗口联接起来。这一点类似多层PCB板的制作原理。 更为复杂的芯片可能需要多个二氧化硅层,这时候通过重复光刻以及上面流程来实现,形成一个立体的结构。
经过上面的几道工艺之后,晶圆上就形成了一个个格状的晶粒。通过针测的方式对每个晶粒进行电气特性检测。一般每个芯片的拥有的晶粒数量是庞大的,组织一次针测试模式是非常复杂的过程,这要求了在生产的时候尽量是同等芯片规格构造的型号的大批量的生产。数量越大相对成本就会越低,这也是为什么主流芯片器件造价低的一个因素。
将制造完成晶圆固定,绑定引脚,按照需求去制作成各种不同的封装形式,这就是同种芯片内核可以有不同的封装形式的原因。比如:DIP、QFP、PLCC、QFN等等。这里主要是由用户的应用习惯、应用环境、市场形式等外围因素来决定的。
经过上述工艺流程以后,b体育登录芯片制作就已经全部完成了,这一步骤是将芯片进行测试、剔除不良品,以及包装。
塑料四边引线.SOJ 塑料J形线.SOP 小外形外壳封装11.TQFP 扁平簿片方形封装
产业高质量发展的若干政策》,让本已十分火热的国产芯片行业再添重磅利好。
据美国消费者新闻与商业频道网站8月10日报道,中国公布一系列政策来帮助提振国内半导体行业。大部分激励措施的焦点是减税。例如,经营期在15年以上、生产的集成电路线纳米(含)的制造商将被免征长达10年的企业所得税。对于芯片制造商来说,优惠期自获利年度起计算。新政策还关注融资问题,鼓励公司在科创板等以科技股为主的证券交易板块上市。
1968年,上海无线电十四厂首家制成PMOS(P型金属-氧化物-半导体)集成电路。
1970年,背景878厂、上无十九厂建成投产。1972年,中国第一块PMOS型LSI电路在四川永川一四二四研究所制。
1976年,中科院计算所采用中科院109厂(现中科院微电子研究所)研制的ECL(发射极耦合逻辑电路),研制成功1000万次大型电子计算机。
国务院成立电子计算机和大规模集成电路领导小组,制定了中国IC发展规划,提出“六五”期间要对半导体工业进行技术改造。1985年,第一块64K DRAM 在无锡国营724厂试制成功。
1988年,上无十四厂建成了我国第一条4英寸线年,机电部在无锡召开“八五”集成电路发展战略研讨会,提出振兴集成电路的发展战略;
1991年,首都钢铁公司和日本NEC公司成立中外合资公司首钢NEC电子有限公司。
1992年,上海飞利浦公司建成了我国第一条5英寸线K DRAM在中国华晶电子集团公司试制成功。1994年,首钢日电公司建成了我国第一条6英寸线年,国务院决定继续实施集成电路专项工程(“909”工程),集中建设我国第一条8英寸生产线年,
公司投资在上海建设封测厂。1997年,由上海华虹集团与日本NEC公司合资组建上海华虹NEC电子有限公司,主要承担“909”主体工程超大规模集成电路芯片生产线年,华晶与上华合作生产MOS 圆片合约签定,开始了中国大陆的Foundry时代;由北京有色金属研究总院
(上海)有限公司落户上海。2004年,中国大陆第一条12英寸线年,设立“国家重大科技专项”;无锡
2008年,中星微电子手机多媒体芯片全球销量突破1亿枚。2009年,国家“
2011年,《关于印发进一步鼓励软件产业和继承电路产业发展若干政策的通知》。
2012年,《集成电路产业“十二五”发展规划》发布;韩国三星70亿美元一期投资
2014年,《国家集成电路产业发展推进纲要》正式发布实施;“国家集成电路产业发展投资基金”(大基金)成立。
2015年,长电科技以7.8亿美元收购星科金朋公司;中芯国际28纳米产品实现量产。
2016年,大基金、紫光投资长江储存;第一台全部采用国产处理器构建的超级计算机“神威太湖之光”获世界超算冠军。
2017年,长江存储一期项目封顶;存储器产线建设全面开启;全球首家AI芯片独角兽初创公司成立;华为发布全球第一款
芯片海思麒麟990,采用了全球先进的7纳米工艺;64层3D NAND闪存芯片实现量产;中芯国际14纳米工艺量产。2021年7月,首款采用自主指令系统LoongArch设计的处理器芯片,龙芯3A5000正式发布挑战
2020年8月7日,华为常务董事、华为消费者业务CEO余承东在中国信息化百人会2020年峰会上的演讲中说,受管制影响,下半年发售的Mate 40所搭载的麒麟9000芯片,或将是华为自研的麒麟芯片的最后一代。
以制造为主的芯片下游,是我国集成电路产业最薄弱的环节。由于工艺复杂,芯片制造涉及到从学界到产业界在材料、工程、物理、化学、光学等方面的长期积累,这些短板短期内难以补足。
任正非早就表示:华为很像一架被打得千疮百孔的飞机,正在加紧补洞,现在大多数洞已经补好,还有一些比较重要的洞,需要两三年才能完全克服。
随着禁令愈加严苛,要补的洞越来越多, 余承东是承认,当初只做设计不做生产是个错误,除了补洞更要拓展新的领地。华为和合作伙伴正在朝这个方向走去华为的计划是做IDM,业内人士对投中网表示。IDM,是芯片领域的一种设计生产模式,从芯片设计、制造、封装到测试,覆盖整个产业链。 一方面,华为正在从芯片设计向上游延伸。余承东曾表示,华为将全方位扎根,突破物理学材料学的基础研究和精密制造。华为消费者业务成立专门部门做屏幕驱动芯片,进军屏幕行业。早前,网络爆出华为在内部开启塔山计划:预备建设一条完全没有美国技术的45nm的芯片生产线,同时还在探索合作建立28nm的自主技术芯片生产线。据流传的资料显示,这项计划包括
设计、材料、材料的生产制造、工艺、设计、半导体制造、芯片封测等在内的各个半导体产业关键环节,实现半导体技术的全面自主可控。外媒声音
1、日本《日经亚洲评论》8月12日文章称,中国招聘了100多名前台积电工程师以力争获得芯片(产业)领军地位 。作为全世界最大的芯片代工企业,台积电成为中国(大陆)求贤若渴的芯片项目的首要目标。高德纳咨询半导体分析师罗杰盛(音)说:“中国芯片人才依然奇缺,因为该国正在同时开展许多大型项目。人才不足是制约半导体发展的瓶颈。2、华为消费者业务CEO余承东近日承认,由于美国对华为的第二轮制裁,到9月16日华为麒麟高端芯片就将用光库存。在芯片危机上华为如何破局,美国CNBC网站11日分析称,华为有5个选择,但同时“所有5个选择都面临重大挑战”。
3、德国《经济周刊》表示,以半导体行业为例,尽管中国芯片需求达到全球60%,但中国自产的只有13%。路透社称,美国对华为打压加剧,中国则力推经济内循环,力争在高科技领域不受制于人。
瑞士米拉博证券公司技术、媒体和电信研究主管尼尔坎普林在电子邮件中告诉消费者新闻与商业频道记者:“我认为,这场新的技术冷战正是中国攀爬技术曲线、积极开发本土技术的原因。”
欧亚集团地缘-技术业务负责人保罗特廖洛说:“新政策中列出的优惠待遇将在某些领域起到帮助作用,但从短期看,对中国半导体企业向价值链上游攀升和提高全球竞争力帮助有限。a
芯片定制是指根据客户的特定需求和要求,对芯片进行个性化设计和制造的过程。这个过程通常包括需求分析、芯片设计、芯片制造、封装测试以及量产和应用等关键步骤。以下是对芯片定制的详细解析:
逻辑设计:根据需求分析的结果,进行芯片的逻辑设计,确定芯片内部各模块之间的连接关系和数据处理流程。
经过测试合格的芯片可以进行量产,并应用到具体的产品中。芯片定制可以满足特定应用场景的需求,提高产品的性能和功能。例如,某些特殊应用场景需要低功耗、高集成度的芯片,而某些应用场景则需要高性能、高速度的芯片。
特定需求:芯片定制可以根据客户的具体需求进行设计和制造,从而满足特定应用场景的需求。
降低成本:对于大规模生产的应用场景,芯片定制可以通过减少冗余功能和优化制造流程来降低成本。
竞争力:拥有自主定制的芯片可以增强企业的技术实力和市场竞争力。七、芯片定制的挑战
高昂的设计成本:芯片设计需要投入大量的人力、物力和财力,特别是对于先进工艺节点的芯片设计而言更是如此。复杂的制造工艺:芯片制造是一项资本和研发密集型的工艺过程,需要高精度的设备和严格的工艺控制。
综上所述,芯片定制是一项复杂而精细的工作过程,需要综合考虑多个方面的因素和挑战。然而通过芯片定制可以满足客户的特定需求并提高产品的性能和功能,从而为企业带来更大的市场竞争力和商业价值。
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