了解芯片及发展方向

一、芯片的概念。

芯片，称微电路、微芯片、集成电路。指含有集成电路的硅片，体积小，是计算机和其他电子设备的一部分。

二、芯片的制造过程。

芯片制作的完整过程包括芯片设计、芯片制作、封装制作、测试等几个环节，其中芯片制作过程特别复杂。首先是芯片设计，根据设计需求，生成的图案

1、芯片原料晶圆。

晶圆的成分是硅，硅是石英砂精炼的，晶圆是硅要素纯化的(99.999%)，然后把这些硅做成硅棒，成为制造集成电路的石英半导体的材料，切片是芯片制作具体需要的晶圆。晶圆越薄，生产成本越低，但技术要求越高。

2、晶圆涂膜。

晶圆涂膜能抵抗氧化和耐温性，其材料是光阻的一种。

3、晶圆光刻、蚀刻。

该过程使用对紫外光敏感的化学物质，即遇到紫外光时变软。控制遮光物的位置可以得到芯片的形状。在硅晶片上涂上光的抗腐蚀剂，遇到紫外光会溶解。此时，使用最初的遮光物，可以溶解紫外线直射的部分，溶解的部分可以用溶剂冲走。这样剩下的部分和遮光物的形状一样，这个效果是我们想要的。这样就可以得到我们需要的二氧化硅层。

4、混合杂质。

将晶圆植入离子，生成相应的p、n类半导体。

具体工艺是从硅片暴露的区域开始，放入化学离子混合液中。该工艺改变混合区域的导电方式，使各晶体管通、断、携带数据。简单的芯片可以只使用一层，但复杂的芯片通常有很多层。此时，该过程不断重复，不同层可以通过打开窗口连接。这类似于多层PCB板的制作原理。更复杂的芯片可能需要多个二氧化硅层，此时通过重复光刻和上述工艺实现，形成立体结构。

5、晶圆测试。

经过以上几个工艺，晶圆形成了格状晶粒。用针检测方式检测各晶粒的电气特性。一般来说，每个芯片的晶粒数量庞大，组织一次针测试模式是一个非常复杂的过程，这要求在生产过程中尽可能大量生产相同芯片规格结构的模型。数量越大，相对成本越低，这也是主流芯片设备成本越低的因素。

6、封装。

固定晶圆，绑定引脚，根据需要制作各种包装形式，是同一芯片的核心有不同包装形式的原因。例如DIP、QFP、PLCC、QFN等。这里主要由用户的应用习惯、应用环境、市场形式等周边因素决定。

7、测试和包装。

经过上述工艺流程，芯片的制作全部达成。这个步骤是测试芯片，去除不良品，包装。

三、芯片计量单位是什么？

现在芯片的计量单位可以用PCS和块来表现。计量芯片是计量用电量的芯片，通过前端的电能收集电路和信号调整电路，将收集的电信号发送到电能计量芯片的输入口，电能计量芯片内部通常集成模数转换模块、数字处理模块，通过通信接口与处理器的信息交流

四、芯片的发展。

最先进的集成电路是微处理器和多核处理器的核心(cores)，能够控制计算机到手机到数字微波炉的一切。内存和ASIC是其他集成电路家庭的例子，对现代信息社会非常重要。设计开发复杂的集成电路的成本非常高，但分散到通常数百万产品中，各IC的成本最小化。IC性能高，由于小尺寸带来短路径，低功率逻辑电路可以应用于快速开关速度。

近年来，IC继续向更小的外形尺寸发展，各芯片可以包装更多的电路。这样可以增加各部门的面积容量，降低成本和增加功能——见摩尔法则，集成电路的晶体管数量，每两年增加一倍。也就是说，随着外形尺寸的缩小，几乎所有的指标都改善了。单位成本和开关功率消耗下降，速度提高。然而，集成纳米级设备的集成电路没有问题，主要是泄漏电流。因此，对于最终用户的速度和耗电量的增加是非常明显的，厂家面临着使用更好几何的锐利挑战。这个过程和今后几年期待的进步，在半导体国际技术路线图(ITRS)中有很好的说明。

越来越多的电路以集成芯片的方式现在，使电子电路的开发趋向于小型化、高速化。越来越多的应用从复杂的模拟电路转变为简单的数字逻辑集成电路。