“芯片”是指集成電路,它是微電子技術(shù)的主要產(chǎn)品.所謂微電子是相對(duì)"強(qiáng)電"、"弱電"等概念而言,指它處理的電子信號(hào)極其微小.它是現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ),我們通常所接觸的電子產(chǎn)品,包括通訊、電腦、智能化系統(tǒng)、自動(dòng)控制、空間技術(shù)、電臺(tái)、電視等等都是在微電子技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。
我國(guó)的信息通訊、電子終端設(shè)備產(chǎn)品這些年來(lái)有長(zhǎng)足發(fā)展,但以加工裝配、組裝工藝、應(yīng)用工程見(jiàn)長(zhǎng),產(chǎn)品的核心技術(shù)自主開(kāi)發(fā)的較少,這里所說(shuō)的"核心技術(shù)"主要就是微電子技術(shù).就好像我們蓋房子的水平已經(jīng)不錯(cuò)了,但是,蓋房子所用的磚瓦還不能生產(chǎn).要命的是,"磚瓦"還很貴.一般來(lái)說(shuō),"芯片"成本最能影響整機(jī)的成本。
微電子技術(shù)涉及的行業(yè)很多,包括化工、光電技術(shù)、半導(dǎo)體材料、精密設(shè)備制造、軟件等,其中又以集成電路技術(shù)為核心,包括集成電路的設(shè)計(jì)、制造。
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-- 芯片基礎(chǔ)知識(shí)
我們通常所說(shuō)的“芯片”是指集成電路,它是微電子技術(shù)的主要產(chǎn)品.所謂微電子是相對(duì)"強(qiáng)電"、"弱電"等概念而言,指它處理的電子信號(hào)極其微小.它是現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ),我們通常所接觸的電子產(chǎn)品,包括通訊、電腦、智能化系統(tǒng)、自動(dòng)控制、空間技術(shù)、電臺(tái)、電視等等都是在微電子技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。
我國(guó)的信息通訊、電子終端設(shè)備產(chǎn)品這些年來(lái)有長(zhǎng)足發(fā)展,但以加工裝配、組裝工藝、應(yīng)用工程見(jiàn)長(zhǎng),產(chǎn)品的核心技術(shù)自主開(kāi)發(fā)的較少,這里所說(shuō)的"核心技術(shù)"主要就是微電子技術(shù).就好像我們蓋房子的水平已經(jīng)不錯(cuò)了,但是,蓋房子所用的磚瓦還不能生產(chǎn).要命的是,"磚瓦"還很貴.一般來(lái)說(shuō),"芯片"成本最能影響整機(jī)的成本。
微電子技術(shù)涉及的行業(yè)很多,包括化工、光電技術(shù)、半導(dǎo)體材料、精密設(shè)備制造、軟件等,其中又以集成電路技術(shù)為核心,包括集成電路的設(shè)計(jì)、制造。
集成電路(IC)常用基本概念有:
晶圓,多指單晶硅圓片,由普通硅沙拉制提煉而成,是最常用的半導(dǎo)體材料,按其直徑分為4英寸、5英寸、6英寸、8英寸等規(guī)格,近來(lái)發(fā)展出12英寸甚至更大規(guī)格.晶圓越大,同一圓片上可生產(chǎn)的IC就多,可降低成本;但要求材料技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)更高。
前、后工序:IC制造過(guò)程中, 晶圓光刻的工藝(即所謂流片),被稱(chēng)為前工序,這是IC制造的最要害技術(shù);晶圓流片后,其切割、封裝等工序被稱(chēng)為后工序。
光刻:IC生產(chǎn)的主要工藝手段,指用光技術(shù)在晶圓上刻蝕電路。
線寬:4微米/1微米/0.6微未/0.35微米/035微米等,是指IC生產(chǎn)工藝可達(dá)到的最小導(dǎo)線寬度,是IC工藝先進(jìn)水平的主要指標(biāo).線寬越小,集成度就高,在同一面積上就集成更多電路單元。
封裝:指把硅片上的電路管腳,用導(dǎo)線接引到外部接頭處,以便與其它器件連接。
存儲(chǔ)器:專(zhuān)門(mén)用于保存數(shù)據(jù)信息的IC。
邏輯電路:以二進(jìn)制為原理的數(shù)字電路。
1,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)介紹
2,半導(dǎo)體材料特性
3,器件技術(shù)
4,硅和硅片制備
5,半導(dǎo)體制造中的化學(xué)品
6,硅片制造中的沾污控制
7,測(cè)量學(xué)和缺陷檢查
8,工藝腔內(nèi)的氣體控制
9,集成電路制造工藝概況
10,氧化
11,淀積
12,金屬化
13,光刻:氣相成底膜到軟烘
14,光刻:對(duì)準(zhǔn)和曝光
15,光刻:光刻膠顯影和先進(jìn)的光刻技術(shù)
16,刻蝕
17,離子注入
18,化學(xué)機(jī)械平坦化
19,硅片測(cè)試
20,裝配與對(duì)封
通常所說(shuō)的“芯片”是指集成電路,它是微電子技術(shù)的主要產(chǎn)品.所謂微電子是相對(duì)強(qiáng)電、弱電'等概念而言,指它處理的電子信號(hào)極其微小.它是現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ),我們通常所接觸的電子產(chǎn)品,包括通訊、電腦、智能化系統(tǒng)、自動(dòng)控制、空間技術(shù)、電臺(tái)、電視等等都是在微電子技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。
原理:芯片是一種集成電路,由大量的晶體管構(gòu)成。不同的芯片有不同的集成規(guī)模,大到幾億;小到幾十、幾百個(gè)晶體管。晶體管有兩種狀態(tài),開(kāi)和關(guān),用1、0來(lái)表示。
多個(gè)晶體管產(chǎn)生的多個(gè)1與0的信號(hào),這些信號(hào)被設(shè)定成特定的功能(即指令和數(shù)據(jù)),來(lái)表示或處理字母、數(shù)字、顏色和圖形等。芯片加電以后,首先產(chǎn)生一個(gè)啟動(dòng)指令,來(lái)啟動(dòng)芯片,以后就不斷接受新指令和數(shù)據(jù),來(lái)完成功能。
擴(kuò)展資料:
芯片生產(chǎn)是一個(gè)點(diǎn)砂成金的過(guò)程,從砂子到晶圓再到芯片,價(jià)值密度直線飆升。真正的芯片制造過(guò)程十分復(fù)雜,下面我們?yōu)榇蠹液?jiǎn)單介紹一下。
晶圓是指硅半導(dǎo)體集成電路制作所用的硅晶片,由于其形狀為圓形,故稱(chēng)為晶圓。單單從晶圓到芯片,其價(jià)值就能翻12倍,2000塊錢(qián)一片的晶圓原料經(jīng)過(guò)加工后,出來(lái)的成品價(jià)值約2.5萬(wàn)元,可以買(mǎi)一臺(tái)高性能的計(jì)算機(jī)了。
獲得晶圓后,將感光材料均勻涂抹在晶圓上,利用光刻機(jī)將復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印到感光材料上,被曝光的部分會(huì)溶解并被水沖掉,從而在晶圓表面暴露出復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu),再使用刻蝕機(jī)將暴露出來(lái)的硅片的部分刻蝕掉。
接著,經(jīng)過(guò)離子注入等數(shù)百道復(fù)雜的工藝,這些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)便擁有了特定的半導(dǎo)體特性,并能在幾平方厘米的范圍內(nèi)制造出數(shù)億個(gè)有特定功能的晶體管。再覆蓋上銅作為導(dǎo)線,就能將數(shù)以?xún)|計(jì)的晶體管連接起來(lái)。
一塊晶圓經(jīng)過(guò)數(shù)個(gè)月的加工,在指甲蓋大小的空間中集成了數(shù)公里長(zhǎng)的導(dǎo)線和數(shù)以?xún)|計(jì)的晶體管器件,經(jīng)過(guò)測(cè)試,品質(zhì)合格的晶片會(huì)被切割下來(lái),剩下的部分會(huì)報(bào)廢掉。千挑萬(wàn)選后,一塊真正的芯片就這么誕生了。
參考資料來(lái)源:搜狗百科-芯片
-- 芯片基礎(chǔ)知識(shí)我們通常所說(shuō)的“芯片”是指集成電路,它是微電子技術(shù)的主要產(chǎn)品.所謂微電子是相對(duì)"強(qiáng)電"、"弱電"等概念而言,指它處理的電子信號(hào)極其微小.它是現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ),我們通常所接觸的電子產(chǎn)品,包括通訊、電腦、智能化系統(tǒng)、自動(dòng)控制、空間技術(shù)、電臺(tái)、電視等等都是在微電子技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。
我國(guó)的信息通訊、電子終端設(shè)備產(chǎn)品這些年來(lái)有長(zhǎng)足發(fā)展,但以加工裝配、組裝工藝、應(yīng)用工程見(jiàn)長(zhǎng),產(chǎn)品的核心技術(shù)自主開(kāi)發(fā)的較少,這里所說(shuō)的"核心技術(shù)"主要就是微電子技術(shù).就好像我們蓋房子的水平已經(jīng)不錯(cuò)了,但是,蓋房子所用的磚瓦還不能生產(chǎn).要命的是,"磚瓦"還很貴.一般來(lái)說(shuō),"芯片"成本最能影響整機(jī)的成本。 微電子技術(shù)涉及的行業(yè)很多,包括化工、光電技術(shù)、半導(dǎo)體材料、精密設(shè)備制造、軟件等,其中又以集成電路技術(shù)為核心,包括集成電路的設(shè)計(jì)、制造。
集成電路(IC)常用基本概念有: 晶圓,多指單晶硅圓片,由普通硅沙拉制提煉而成,是最常用的半導(dǎo)體材料,按其直徑分為4英寸、5英寸、6英寸、8英寸等規(guī)格,近來(lái)發(fā)展出12英寸甚至更大規(guī)格.晶圓越大,同一圓片上可生產(chǎn)的IC就多,可降低成本;但要求材料技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)更高。 前、后工序:IC制造過(guò)程中, 晶圓光刻的工藝(即所謂流片),被稱(chēng)為前工序,這是IC制造的最要害技術(shù);晶圓流片后,其切割、封裝等工序被稱(chēng)為后工序。
光刻:IC生產(chǎn)的主要工藝手段,指用光技術(shù)在晶圓上刻蝕電路。 線寬:4微米/1微米/0.6微未/0.35微米/035微米等,是指IC生產(chǎn)工藝可達(dá)到的最小導(dǎo)線寬度,是IC工藝先進(jìn)水平的主要指標(biāo).線寬越小,集成度就高,在同一面積上就集成更多電路單元。
封裝:指把硅片上的電路管腳,用導(dǎo)線接引到外部接頭處,以便與其它器件連接。 存儲(chǔ)器:專(zhuān)門(mén)用于保存數(shù)據(jù)信息的IC。
邏輯電路:以二進(jìn)制為原理的數(shù)字電路。
一般來(lái)說(shuō)我們對(duì)IC 的概念只停留在它是芯片或集成電路,或者是外觀五花八門(mén)的小小的東西上面。對(duì)它究竟是什么?它是怎么來(lái)?它為什么外表各種各樣?我們的了解可能不是很多,下面通過(guò)對(duì)IC 的生產(chǎn)工序流程和其結(jié)構(gòu)發(fā)展歷史方面的簡(jiǎn)述,希望讓大家對(duì)IC 大體上有一個(gè)初步的把握。
一, 電子元器件的相關(guān)概念和分類(lèi)
1, 概念
電子元器件: 分為半導(dǎo)體器件和電子元件,它們是電子工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ),它們是組成電子設(shè)備的基本單元,屬于電子工業(yè)的中間產(chǎn)品。
IC(集成電路)是電子元器件中的一種半導(dǎo)體器件。
微電子技術(shù):一個(gè)國(guó)家的核心技術(shù)是指微電子技術(shù),而微電子技術(shù)是指能夠處理更加微小的電磁信號(hào)的技術(shù),所謂微電是區(qū)別于強(qiáng)電(例如照明用電)和弱電(例如電話線路)而言。微電子技術(shù)的代表就是IC 技術(shù),主要產(chǎn)品就是IC。
2, 分類(lèi)
電子元器件分兩類(lèi):半導(dǎo)體器件和電子元件
半導(dǎo)體器件包括:半導(dǎo)體分立器件,半導(dǎo)體集成電路,特殊功能的半導(dǎo)體器件,其它器件。
電子元件包括:電阻,電容,電感/線圈,電位器,變壓器,繼電器,傳感器,晶體,開(kāi)關(guān),電池/電源,接插件/連接器,其他電子元件。
二, IC的生產(chǎn)工序流程
普通硅沙(石英砂,沙子)-->;分子拉晶(提煉)-->;晶柱(圓柱形晶體)-->;晶圓(把晶柱切割成圓形薄片)-->;光刻(俗稱(chēng)流片,即先設(shè)計(jì)好電路圖,通過(guò)激光暴光,刻到晶圓的電路單元上)-->;切割成管芯(裸芯片)-->;封裝(也就是把管芯的電路管腳,用導(dǎo)線接到外部接頭,以便與其它器件連接。)
詳細(xì)流程注解:
1,業(yè)已確認(rèn),占地殼物質(zhì)達(dá)到28%的石英在地表層呈現(xiàn)為石英砂石礦。用電弧爐冶煉石英砂將其轉(zhuǎn)變成冶金等級(jí)硅。通過(guò)一步一步去除雜質(zhì)的處理工藝過(guò)程,硅經(jīng)歷液態(tài),蒸餾并最終再沉積成為半導(dǎo)體等級(jí)的硅棒,其硅的純度達(dá)到99.999999%。隨后,這些硅棒被機(jī)械粉碎成塊并裝入石英坩堝爐中加熱熔化至1420攝氏度。
2,將一個(gè)單晶籽晶(種)導(dǎo)入熔化過(guò)程中,隨著籽晶轉(zhuǎn)動(dòng),晶體漸漸生長(zhǎng)出來(lái)。幾天之后,慢慢地將單晶提取出來(lái),結(jié)果得到一根一米多長(zhǎng)的硅棒,視其直徑大小,硅棒的價(jià)值可高達(dá)8000美元到16000美元。這些純硅單晶棒,每根重量達(dá)到(120公斤);
3,隨后被金剛石鋸床切成薄薄的圓晶片。這些薄片再經(jīng)過(guò)洗滌、拋光、清潔和接受入眼檢測(cè)與機(jī)器檢測(cè);最后通過(guò)激光掃描發(fā)現(xiàn)小于人的頭發(fā)絲寬度的1/300的表面缺陷及雜質(zhì),合格的圓晶片交付給芯片生產(chǎn)廠商。
4,芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)好電路版圖,完整的設(shè)計(jì)圖傳送給主計(jì)算機(jī)并經(jīng)電子束曝光機(jī)進(jìn)行處理,將這些設(shè)計(jì)圖“刻寫(xiě)”在置于一塊石英玻璃上的金屬薄膜上,制造出掩膜。制作芯片是對(duì)薄膜進(jìn)行重復(fù)進(jìn)行涂光敏膠、光刻和腐蝕的組合處理,掩膜起著一個(gè)很像照相制版的負(fù)片作用。精確調(diào)準(zhǔn)每個(gè)掩膜最為重要:如果一個(gè)掩膜偏離幾分之一微米(百萬(wàn)分之一),則整個(gè)硅圓片就報(bào)廢不能用。當(dāng)光通過(guò)掩膜照射,電路圖就“印制”在硅晶片上。每一個(gè)芯片大約需用20個(gè)掩膜,這些掩膜要在整個(gè)工藝過(guò)程棗從硅圓片到制造最終的芯片包括幾百個(gè)工藝的流程的不同的位置點(diǎn)上定位。最終一塊硅圓片能夠做出一定數(shù)量的芯片。
5,一旦完成芯片制作過(guò)程,硅圓片在金剛石切割機(jī)床上被分切成單個(gè)的芯片,到此的單個(gè)芯片被稱(chēng)為“管芯”(DIE)。將每個(gè)管芯分隔放置在一個(gè)無(wú)靜電的平板框中,并傳送至下一步,管芯被插裝進(jìn)它的封裝中。芯片封裝保護(hù)管芯避免受環(huán)境因素影響,同時(shí)提供管芯和電路板通訊所必需的電連接,封裝好的芯片在隨后的使用中將要安裝固定在電路板上。
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