芯片概念

芯片，又稱微電路（microcircuit）、微芯片（microchip）、集成電路（英語(yǔ)：integratedcircuit，IC）。是指內(nèi)含集成電路的硅片，體積很小，常常是計(jì)算機(jī)或其他電子設(shè)備的一部分。

芯片的制造過程

芯片制作完整過程包括芯片設(shè)計(jì)、晶片制作、封裝制作、測(cè)試等幾個(gè)環(huán)節(jié)，其中晶片制作過程尤為的復(fù)雜。首先是芯片設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)的需求，生成的“圖樣”

1、芯片的原料晶圓

晶圓的成分是硅，硅是由石英沙所精練出來的，晶圓便是硅元素加以純化（99.999%），接著是將這些純硅制成硅晶棒，成為制造集成電路的石英半導(dǎo)體的材料，將其切片就是芯片制作具體所需要的晶圓。晶圓越薄，生產(chǎn)的成本越低，但對(duì)工藝就要求的越高。

2、晶圓涂膜

晶圓涂膜能抵抗氧化以及耐溫能力，其材料為光阻的一種。

3、晶圓光刻顯影、蝕刻

該過程使用了對(duì)紫外光敏感的化學(xué)物質(zhì)，即遇紫外光則變軟。通過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蝕劑，使得其遇紫外光就會(huì)溶解。這時(shí)可以用上第一份遮光物，使得紫外光直射的部分被溶解，這溶解部分接著可用溶劑將其沖走。這樣剩下的部分就與遮光物的形狀一樣了，而這效果正是我們所要的。這樣就得到我們所需要的二氧化硅層。

4、摻加雜質(zhì)

將晶圓中植入離子，生成相應(yīng)的P、N類半導(dǎo)體。

具體工藝是是從硅片上暴露的區(qū)域開始，放入化學(xué)離子混合液中。這一工藝將改變攙雜區(qū)的導(dǎo)電方式，使每個(gè)晶體管可以通、斷、或攜帶數(shù)據(jù)。簡(jiǎn)單的芯片可以只用一層，但復(fù)雜的芯片通常有很多層，這時(shí)候?qū)⑦@一流程不斷的重復(fù)，不同層可通過開啟窗口聯(lián)接起來。這一點(diǎn)類似多層PCB板的制作原理。更為復(fù)雜的芯片可能需要多個(gè)二氧化硅層，這時(shí)候通過重復(fù)光刻以及上面流程來實(shí)現(xiàn)，形成一個(gè)立體的結(jié)構(gòu)。

5、晶圓測(cè)試

經(jīng)過上面的幾道工藝之后，晶圓上就形成了一個(gè)個(gè)格狀的晶粒。通過針測(cè)的方式對(duì)每個(gè)晶粒進(jìn)行電氣特性檢測(cè)。一般每個(gè)芯片的擁有的晶粒數(shù)量是龐大的，組織一次針測(cè)試模式是非常復(fù)雜的過程，這要求了在生產(chǎn)的時(shí)候盡量是同等芯片規(guī)格構(gòu)造的型號(hào)的大批量的生產(chǎn)。數(shù)量越大相對(duì)成本就會(huì)越低，這也是為什么主流芯片器件造價(jià)低的一個(gè)因素。

6、封裝

將制造完成晶圓固定，綁定引腳，按照需求去制作成各種不同的封裝形式，這就是同種芯片內(nèi)核可以有不同的封裝形式的原因。比如：DIP、QFP、PLCC、QFN等等。這里主要是由用戶的應(yīng)用習(xí)慣、應(yīng)用環(huán)境、市場(chǎng)形式等外圍因素來決定的。

7、測(cè)試、包裝

經(jīng)過上述工藝流程以后，芯片制作就已經(jīng)全部完成了，這一步驟是將芯片進(jìn)行測(cè)試、剔除不良品，以及包裝。

芯片計(jì)量單位是什么

目前芯片的計(jì)量單位用PCS或塊都可以形容。計(jì)量芯片是計(jì)量用電度數(shù)的芯片，它通過前端的電能采集電路和信號(hào)調(diào)理電路，把采集的電信號(hào)送到電能計(jì)量芯片的輸入端口，電能計(jì)量芯片內(nèi)部通常集成了模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字處理模塊，并把電參數(shù)儲(chǔ)存參數(shù)輸出寄存器中，通過通訊接口實(shí)現(xiàn)與處理器的信息交流。

芯片的發(fā)展

最先進(jìn)的集成電路是微處理器或多核處理器的“核心（cores）”，可以控制電腦到手機(jī)到數(shù)字微波爐的一切。存儲(chǔ)器和ASIC是其他集成電路家族的例子，對(duì)于現(xiàn)代信息社會(huì)非常重要。雖然設(shè)計(jì)開發(fā)一個(gè)復(fù)雜集成電路的成本非常高，但是當(dāng)分散到通常以百萬計(jì)的產(chǎn)品上，每個(gè)IC的成本最小化。IC的性能很高，因?yàn)樾〕叽鐜矶搪窂?，使得低功率邏輯電路可以在快速開關(guān)速度應(yīng)用。

這些年來，IC持續(xù)向更小的外型尺寸發(fā)展，使得每個(gè)芯片可以封裝更多的電路。這樣增加了每單位面積容量，可以降低成本和增加功能－見摩爾定律，集成電路中的晶體管數(shù)量，每?jī)赡暝黾右槐??？傊S著外形尺寸縮小，幾乎所有的指標(biāo)改善了－單位成本和開關(guān)功率消耗下降，速度提高。但是，集成納米級(jí)別設(shè)備的IC不是沒有問題，主要是泄漏電流（leakagecurrent）。因此，對(duì)于最終用戶的速度和功率消耗增加非常明顯，制造商面臨使用更好幾何學(xué)的尖銳挑戰(zhàn)。這個(gè)過程和在未來幾年所期望的進(jìn)步，在半導(dǎo)體國(guó)際技術(shù)路線圖（ITRS）中有很好的描述。

越來越多的電路以集成芯片的方式出現(xiàn)在設(shè)計(jì)師手里，使電子電路的開發(fā)趨向于小型化、高速化。越來越多的應(yīng)用已經(jīng)由復(fù)雜的模擬電路轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的數(shù)字邏輯集成電路。