芯片相关介绍—— 一文打尽基本概念
文章目錄
- IC 概念
- 芯片終端產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)流程
- 芯片本身的研發(fā)生產(chǎn)過程
- 芯片設(shè)計(jì)過程與步驟
- 芯片供應(yīng)商
- 制程與封裝
- 一些其他概念
IC 概念
IC - Integrated Citcuit 積體電路. 也翻譯成集成電路。
百科的解釋是:
是一種微型電子器件或部件。采用一定的工藝,把一個(gè)電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起,制作在一小塊或幾小塊半導(dǎo)體晶片或介質(zhì)基片上,然后封裝在一個(gè)管殼內(nèi),成為具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu)
芯片終端產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)流程
比如手機(jī),一般的流程如下:
- 芯片公司設(shè)計(jì)芯片
- 芯片代工廠生產(chǎn)芯片
- 封測(cè)廠進(jìn)行封裝測(cè)試
- 整機(jī)商采購(gòu)芯片用于整機(jī)生產(chǎn)
芯片本身的研發(fā)生產(chǎn)過程
縮小一下范圍,芯片本身的研發(fā)生產(chǎn)的主要過程包括:
設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng), 主要考慮如下部分:
芯片功能和性能指標(biāo)的要求
功能集成還是外部實(shí)現(xiàn)
芯片工藝以及工藝平臺(tái)
管腳數(shù)量
封裝形式
系統(tǒng)開發(fā)和原型驗(yàn)證
數(shù)字系統(tǒng)
模擬芯片
芯片版圖設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
數(shù)字后端與模擬版圖拼接
生成GDS文件,交給代工廠。- tapeout
像流水線一樣通過一系列工藝步驟制造芯片,這就是流片
在集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域,“流片”指的是“試生產(chǎn)”,就是說設(shè)計(jì)完電路以后,先生產(chǎn)幾片幾十片,供測(cè)試用。如果測(cè)試通過,就照著這個(gè)樣子開始大規(guī)模生產(chǎn)了
制版
晶片加工
晶圓測(cè)試
封裝
減薄、貼膜、劃片、粘片、打線、注塑、切金、烘干、鍍錫等
成測(cè)
以上的9個(gè)過程切分程1-4, 5-9兩個(gè)階段, 對(duì)應(yīng)到的是兩類不同的芯片生產(chǎn)商,這個(gè)后面會(huì)再介紹。 隨便提一下,只進(jìn)行芯片設(shè)計(jì)的企業(yè),這樣的企業(yè)叫做Fabless, 其主要的工作流程也就是1-4。 以下再展開來說。
芯片設(shè)計(jì)過程與步驟
芯片設(shè)計(jì)的主要過程如下圖:
使用硬體描述語(yǔ)言(HDL),像Verilog,VHDL等
將HDL Code放入電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具(EDA tool), 轉(zhuǎn)換成邏輯電路,產(chǎn)生電路圖
使用另一套EDA tool.
不同的顏色代表著一張光罩。
下圖中, 左邊是經(jīng)過電路布局與繞線后形成的電路圖,不同顏色代表一張光罩。右邊是每張光罩?jǐn)傞_的樣子。
芯片供應(yīng)商
IDM : 集芯片設(shè)計(jì)、制造、封裝和測(cè)試等多個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)與一身的企業(yè)。
如: Intel, 三星,IBM
Fabless: 沒有芯片加工廠的芯片供應(yīng)商。相關(guān)的業(yè)務(wù)外包給專業(yè)生產(chǎn)制造廠商:
如高通、博通、聯(lián)發(fā)科
與Fabless對(duì)應(yīng)的是 Foundry(晶圓代工廠)和封測(cè)廠。承接Fabless的生產(chǎn)和封裝測(cè)試任務(wù)。
典型的Foundry: 臺(tái)積電(TSMC)、格羅方德、中芯國(guó)際、臺(tái)聯(lián)電
封測(cè)廠: 日月光, 江蘇長(zhǎng)電等
制程與封裝
最常聽見的就是納米制程的概念了。
在數(shù)學(xué)上,納米是 0.000000001 公尺
納米制程是什么,以 14 納米為例,其制程是指在芯片中,線最小可以做到 14 納米的尺寸,
縮小制程的用意,縮小電晶體的最主要目的,就是可以在更小的芯片中塞入更多的電晶體,讓芯片不會(huì)因技術(shù)提升而變得更大;其次,可以增加處理器的運(yùn)算效率;再者,減少體積也可以降低耗電量;最后,芯片體積縮小后,更容易塞入行動(dòng)裝置中,滿足未來輕薄化的需求。
封裝方式:
Dual Inline Package;DIP 雙排直立式封裝
最早采用的IC封裝技術(shù), 成本低廉, 適合小型且不需接太多線的芯片。
散熱效果差,無法滿足先行高速芯片的要求。
常見于電動(dòng)玩具
Ball Grid Array, BGA 球格陣列封裝
可容納更多的金屬接腳。 成本高連接方法較復(fù)雜。
常見于電腦CPU
一些其他概念
Wafer - 晶圓, 可以想象成一些尺寸大小不同的圓形玻璃片。
對(duì)Wafer切割,就成了Die, die 經(jīng)過封裝成Chip.
SoC - System On Chip
SiP - System In Package
Soc : 將原本不同功能的IC,整合在一顆芯片中。可以縮小體積, 縮小不同IC間的距離。 提升芯片的計(jì)算速度。
SiP: 購(gòu)買各家的IC, 一次性封裝這些IC. Apple Watch.
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的芯片相关介绍—— 一文打尽基本概念的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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