A conexão e diferença entre chips, semicondutores e circuitos integrados
Batatas fritas, semicondutores e circuitos integrados são os elementos-chave que impulsionam a tecnologia moderna. Eles são como o sistema nervoso invisível que conecta nosso mundo digital e impulsiona a operação de inúmeros dispositivos inteligentes. Muitos de nossos produtos eletrônicos possuem esses elementos, qual é a conexão entre os três? E quais são as diferenças? Vamos descobrir o segredo juntos.
O que é um semicondutor?
Um semicondutor é um material com propriedades de condutividade elétrica entre um condutor (como metal) e um isolante (como plástico). A condutividade elétrica de um material semicondutor pode ser alterada controlando as condições externas (como temperatura, campo elétrico ou luz).
O que é um chip?
Uma ficha (também chamado de microchip ou microchip) é uma fina folha de material semicondutor na qual uma variedade de componentes eletrônicos, como transistores, resistores e capacitores, estão integrados. Esses componentes estão conectados para executar funções específicas, como processamento de dados, armazenar, e comunicação em computadores, telefones celulares, e outros dispositivos eletrônicos.
O que é um circuito integrado?
Circuitos integrados são tecnologias e produtos que integram vários componentes eletrônicos em um único chip semicondutor.. Os circuitos integrados podem ser divididos em dois tipos: circuitos integrados analógicos e circuitos integrados digitais. Circuitos integrados analógicos lidam com sinais contínuos, como som e imagens. Circuitos integrados digitais lidam com sinais discretos, como dados binários. A invenção dos circuitos integrados tornou os dispositivos eletrônicos mais compactos, eficiente, e poderoso.
Processo de fabricação de semicondutores
Fabricação de wafer: Cristais de silício são cultivados em wafers de silício para criar wafers.
Corte de wafer: Cortando as bolachas em bolachas de tamanho apropriado.
Tratamento de superfície: Limpeza, polimento e tratamento químico da superfície do wafer para melhorar sua qualidade e estabilidade.
Implantação iônica: Materiais como nitretos ou óxidos são implantados na superfície do wafer para formar trincheiras ou para aumentar o tipo de condutividade.
Limpeza de wafer: O wafer é limpo para remover resíduos, rebarbas, etc..
Oxidação: Uma camada de óxido é cultivada na superfície do wafer para aumentar a condutividade e a resistência à corrosão do dispositivo.
Revestimento químico: Uma camada de metal ou óxido metálico é revestida na superfície do wafer para aumentar a condutividade e a resistência à corrosão do dispositivo.
Deposição de metal: Depósito de materiais metálicos na superfície do wafer para fabricar circuitos e dispositivos.
Corte e descarte: Cortando o dispositivo em wafers de tamanho apropriado.
Teste de pacote: Os wafers são embalados no ambiente adequado para testes e triagem para garantir a qualidade e a confiabilidade do dispositivo.
Inspeção de produto acabado: O produto acabado é minuciosamente inspecionado para garantir que atenda aos padrões exigidos.
Essas etapas são o processo básico de fabricação de semicondutores, mas na produção real, eles podem precisar ser ajustados e otimizados para tipos de produtos e requisitos de processo específicos.
Processo de fabricação de chips
O processo de fabricação de chips é muito complexo. Grosso modo, este processo inclui: especificações de desenvolvimento, selecionando a arquitetura, projeto lógico, projeto de circuito, fiação, fabricação, teste, embalagem, e testes totais. O mais importante deles é o projeto e fabricação do circuito, e o processo de fabricação de chips pode refletir melhor o nível técnico de uma empresa
As etapas de fabricação são as seguintes:
1. fotolitografia: a fotolitografia é semelhante à fotolitografia tradicional, onde o fotorresistente é aplicado pela primeira vez ao wafer, então a placa da máscara fica exposta, o fotorresistente é desenvolvido, e então a área exposta é gravada. Por isso, a área do wafer é deixada para gravação ou implantação iônica.
2. implantação iônica. A injeção de íons consiste em usar o wafer como eletrodo e adicionar uma alta tensão entre a fonte de íons e o wafer, então esses íons dopantes atingirão o wafer com energia muito alta, formando regiões do tipo N ou P no wafer. Após implantação iônica, o wafer deve ser recozido em alta temperatura para reparar os danos ao wafer após a implantação iônica. A implantação iônica é usada principalmente para criar diferentes regiões semicondutoras. 3.
3. Difusão. A difusão tem duas funções na fabricação de chips: uma é ativar ou injetar impurezas na pastilha de silício em altas temperaturas, e a outra é produzir uma camada de óxido, que é produzido a uma temperatura de 800 a 1050°C.
4. deposição de filme fino. A deposição de filme fino é a deposição de substâncias na superfície do wafer. Existem métodos como deposição química em fase de vapor e deposição física em fase de vapor. A deposição química de vapor é a injeção de vários gases no topo do wafer de silício e a reação química é realizada e o material é depositado no wafer. A deposição física de vapor é o processo de depositar átomos em uma pastilha de silício da fase sólida para a fase gasosa e para a fase sólida.
5. Gravura. A gravação é a gravação ou remoção seletiva da superfície do substrato semicondutor ou do filme coberto pela superfície de acordo com o padrão da máscara ou requisitos de projeto. Existem dois tipos de gravação, gravação úmida e gravação de plasma. A gravação úmida consiste em mergulhar a pastilha de silício em uma solução química para decapitar o material a ser removido.. A gravação por plasma é o uso de feixe de plasma de alta energia para eliminar o material a ser removido..
6. moagem mecânica química. A fim de tornar a superfície da bolacha de silício plana após o processamento, a superfície da pastilha de silício processada é retificada.
A diferença entre circuitos integrados e chips
1, os dois expressam um foco diferente.
Circuitos integrados focam em circuitos eletrônicos, é o layout subjacente, e uma gama mais ampla.
Seremos alguns diodos, triodos, capacitores, resistores misturados, é um circuito integrado. Este circuito pode ser uma conversão de sinal analógico, ou tem uma função de amplificador, ou um circuito lógico.
Um chip é mais intuitivo, e é um objeto do tamanho de uma unha com alguns pés pequenos, quadrado ou retangular.
O chip está mais focado na função, por exemplo: CPU é usada para processamento de informações, operação do programa; GPU é principalmente renderização de imagens; memória, como o nome indica, é usado para armazenar dados.
2, o método de produção é diferente
A matéria-prima para fabricação de chips é o wafer (silício, arseneto de gálio), então litografia, dopagem, embalagem, teste, para completar a produção de chips.
A fabricação de chips deve ser usada para litografia, máquinas de gravação e outros equipamentos avançados.
As matérias-primas e processos utilizados para circuitos integrados são muito mais extensos. É contanto que o circuito completo (contendo componentes como transistores, resistores, capacitores e indutores) é miniaturizado, conectados entre si por fiação, feito em um wafer semicondutor ou substrato dielétrico, e então embalado em uma caixa de tubo.
Para circuitos integrados, máquinas de fotolitografia e gravação não são necessárias.
3、O pacote é diferente
O pacote mais comum do chip é o pacote DIP, também conhecida como tecnologia de pacote duplo em linha, pacote de entrada dupla. O número de pinos neste pacote geralmente não é superior a 100, e o campo é 2.54 mm.
Os circuitos integrados são colocados em embalagens protetoras para facilitar o manuseio e a montagem em placas de circuito impresso e para proteger os dispositivos contra danos., e existe um grande número de diferentes tipos de pacotes.
Simplesmente coloque, os pacotes de chips são mais regulares e bem mais focados. E os pacotes de circuitos integrados são diferentes em tamanho e formato, e mais maneiras e meios.
4、Papéis diferentes
Chip é empacotar mais circuitos, o que pode aumentar o número de transistores por unidade de área, melhorando assim o desempenho e aumentando a funcionalidade.
Circuitos integrados em todos os componentes da estrutura formaram um todo, de modo que os componentes eletrônicos para a miniaturização, baixo consumo de energia, inteligência e alta confiabilidade, um grande avanço.
A lei de Moore se aplica a ambos. Aquilo é, o número de componentes que podem ser acomodados em um circuito integrado dobrará a cada 18-24 meses em que o preço permanece o mesmo, e o desempenho dobrará. Esta lei revela a velocidade do progresso da tecnologia da informação.
Diferença entre chips e semicondutores
Diferenças de classificação:Ao contrário das propriedades materiais dos semicondutores, chips são produtos individuais de circuitos integrados produzidos após vários processos. Portanto, chip é um termo geral para produtos componentes semicondutores. Por propriedades materiais, os dois são muito diferentes em definição. Características diferentes:Chip é um circuito integrado, a fabricação de circuitos em um chip semicondutor, a transportadora de circuitos integrados, é a soma da tecnologia de design de chips e da tecnologia de fabricação.
Funções diferentes:Chip é um método para alcançar a miniaturização de circuitos em tecnologia eletrônica, geralmente fabricado na superfície de um wafer semicondutor. Se o semicondutor for comparado com material de fibra de papel, o circuito integrado é papel e o chip é um livro. Após a invenção e produção em massa de transistores de chip, vários componentes semicondutores de estado sólido, como diodos e transistores, foram amplamente utilizados para substituir as funções e funções dos tubos de vácuo em circuitos.
Diferentes campos de aplicação: O chip é usado principalmente no campo de comunicação e rede, semicondutor é amplamente utilizado em eletrônicos de consumo, sistema de comunicação, dispositivo médico, etc..
Resumo
Da perspectiva da tecnologia e do desenvolvimento econômico, o impacto da indústria de semicondutores é a reforma e o desenvolvimento. Atualmente, quase todos os produtos eletrônicos estão intimamente relacionados aos produtos da indústria de semicondutores. O desenvolvimento futuro e os avanços da indústria de semicondutores afetarão a vida diária das pessoas, e também promoverá o progresso da ciência e da tecnologia e criará mais valor para a tecnologia futura.
