Связь и отличие чипов, полупроводники и интегральные схемы
Чипсы, полупроводники и интегральные схемы являются ключевыми элементами, которые движут современными технологиями.. Они подобны невидимой нервной системе, которая соединяет наш цифровой мир и управляет работой бесчисленных интеллектуальных устройств.. Многие из наших электронных продуктов имеют эти элементы., какая связь между ними тремя? И в чем различия? Раскроем тайну вместе.
Что такое полупроводник?
Полупроводник – это материал, обладающий свойствами электропроводности между проводником (например, металл) и изолятор (например, пластик). Электропроводность полупроводникового материала можно изменить, управляя внешними условиями. (например, температура, электрическое поле или свет).
Что такое чип?
Чип (также называется микрочипом или микрочипом) представляет собой тонкий лист полупроводникового материала, на котором размещены различные электронные компоненты, например транзисторы, резисторы и конденсаторы, интегрированы. Эти компоненты соединены для выполнения определенных функций., например, обработка данных, хранилище, и общение в компьютерах, Сотовые телефоны, и другие электронные устройства.
Что такое интегральная схема?
Интегральные схемы — это технологии и продукты, которые объединяют несколько электронных компонентов в одном полупроводниковом чипе.. Интегральные схемы можно разделить на два типа.: аналоговые интегральные схемы и цифровые интегральные схемы. Аналоговые интегральные схемы работают с непрерывными сигналами., такие как звук и изображения. Цифровые интегральные схемы работают с дискретными сигналами., например двоичные данные. Изобретение интегральных схем сделало электронные устройства более компактными., эффективный, и мощный.
Процесс производства полупроводников
Изготовление пластин: Кристаллы кремния выращиваются на кремниевых пластинах для создания пластин..
Нарезка вафель кубиками: Нарезаем вафли на пластины подходящего размера..
Поверхностная обработка: Очистка, полировка и химическая обработка поверхности пластин для улучшения ее качества и стабильности.
Ионная имплантация: Такие материалы, как нитриды или оксиды, имплантируются в поверхность пластины для образования канавок или увеличения типа проводимости..
Очистка пластин: Пластина очищается от остатков, картавит, и т. д..
Окисление: На поверхности пластины выращивается слой оксида для повышения проводимости и коррозионной стойкости устройства..
Химическое покрытие: На поверхность пластины наносится слой металла или оксида металла для повышения проводимости и коррозионной стойкости устройства..
Напыление металла: Нанесение металлических материалов на поверхность пластины для изготовления схем и устройств..
Резка и группировка: Разрезание устройства на пластины подходящего размера.
Тестирование пакета: Пластины упаковываются в подходящую среду для тестирования и проверки, чтобы гарантировать качество и надежность устройства..
Проверка готовой продукции: Готовая продукция тщательно проверяется на соответствие установленным стандартам..
Эти этапы представляют собой основной процесс производства полупроводников., но в реальном производстве, их, возможно, потребуется скорректировать и оптимизировать для конкретных типов продуктов и требований процесса..
Процесс изготовления чипа
Процесс производства чипов очень сложен.. Грубо говоря, этот процесс включает в себя: разработка спецификаций, выбор архитектуры, логический дизайн, схемотехника, проводка, Производство, тестирование, упаковка, и тотальное тестирование. Наиболее важным из них является проектирование и изготовление схем., а процесс производства чипов может лучше всего отражать технический уровень компании.
Этапы изготовления следующие.:
1. фотолитография: фотолитография аналогична традиционной фотолитографии., где фоторезист сначала наносится на пластину, затем обнажается пластина маски, фоторезист проявлен, а затем вытравливается открытая область. Таким образом, участок на пластине оставляют для травления или ионной имплантации.
2. ионная имплантация. Инъекция ионов заключается в использовании пластины в качестве электрода и добавлении высокого напряжения между источником ионов и пластиной., поэтому эти ионы легирующей примеси ударят по пластине с очень высокой энергией., формирование областей N- или P-типа на пластине. После ионной имплантации, пластина должна быть отожжена при высокой температуре, чтобы устранить повреждения пластины после ионной имплантации.. Ионная имплантация в основном используется для создания различных полупроводниковых областей.. 3.
3. Диффузия. Диффузия играет две роли в производстве чипов.: один из них — активировать или ввести примеси в кремниевую пластину при высоких температурах., а другой – создать оксидный слой, который производится при температуре 800 до 1050°С.
4. нанесение тонкой пленки. Нанесение тонких пленок – это нанесение веществ на поверхность пластины.. Существуют такие методы, как химическое осаждение из паровой фазы и физическое осаждение из паровой фазы.. Химическое осаждение из паровой фазы представляет собой инжекцию нескольких газов поверх кремниевой пластины, после чего проводится химическая реакция и материал осаждается на пластину.. Физическое осаждение из паровой фазы — это процесс осаждения атомов на кремниевой пластине из твердой фазы в газовую фазу и в твердую фазу..
5. Травление. Травление — это выборочное травление или зачистка поверхности полупроводниковой подложки или покрытой поверхности пленки в соответствии с рисунком маски или требованиями дизайна.. Существует два типа травления, мокрое травление и плазменное травление. Влажное травление заключается в погружении кремниевой пластины в химический раствор для вытравливания удаляемого материала.. Плазменное травление — это использование высокоэнергетического плазменного луча для удаления удаляемого материала..
6. химико-механическое измельчение. Чтобы сделать поверхность кремниевой пластины плоской после обработки, поверхность обрабатываемой кремниевой пластины шлифуется.
Разница между интегральными схемами и чипами
1, эти двое выражают разную направленность.
Интегральные схемы ориентированы на электронные схемы., это базовый макет, и более широкий диапазон.
У нас будет несколько диодов, триоды, конденсаторы, резисторы перемешаны между собой, это интегральная схема. Эта схема может представлять собой преобразование аналогового сигнала., или есть функция усилителя, или логическая схема.
Чип более интуитивно понятен, и представляет собой объект размером с ноготь с несколькими маленькими ножками., квадратный или прямоугольный.
Чип больше ориентирован на функцию, например: ЦП используется для обработки информации, работа программы; Графический процессор в основном занимается рендерингом изображений.; память, как следует из названия, используется для хранения данных.
2, метод производства другой
Сырьем для производства чипов являются пластины. (кремний, арсенид галлия), затем литография, допинг, упаковка, тестирование, для завершения производства чипов.
Производство чипов должно использоваться в литографии, травильные машины и другое современное оборудование.
Сырье и процессы, используемые для интегральных схем, гораздо более обширны.. Это до тех пор, пока полная схема (содержащие такие компоненты, как транзисторы, резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности) миниатюризирован, соединены между собой проводкой, изготовленный на полупроводниковой пластине или диэлектрической подложке, а затем упакован в тубусный корпус.
Для интегральных схем, фотолитографические и травильные машины не нужны.
3、Пакет отличается
Самый распространенный корпус чипа — DIP-корпус., также известна как технология двойной поточной упаковки, пакет с двойным входом. Количество выводов в этом корпусе обычно не более 100, и шаг 2.54 мм.
Интегральные схемы помещаются в защитные корпуса для облегчения обращения и сборки на печатные платы, а также для защиты устройств от повреждений., и существует большое количество различных типов упаковок..
Проще говоря, пакеты чипов более регулярные и более целенаправленные. И корпуса интегральных схем различаются по размеру и форме., и еще способы и средства.
4、Разные роли
Чип предназначен для упаковки большего количества схем, что позволяет увеличить количество транзисторов на единицу площади, тем самым повышая производительность и увеличивая функциональность.
Интегральные схемы во всех компонентах структуры образовали единое целое., так что электронные компоненты в сторону миниатюризации, низкое энергопотребление, интеллект и высокая надежность – большой шаг вперед.
Закон Мура применим к обоим. То есть, количество компонентов, которые можно разместить на интегральной схеме, будет удваиваться каждый раз. 18-24 месяцев, когда цена остается прежней, и производительность увеличится вдвое. Этот закон раскрывает скорость прогресса информационных технологий.
Разница между чипами и полупроводниками
Классификационные различия:В отличие от свойств материала полупроводников, микросхемы — это отдельные продукты интегральных схем, которые производятся после различных процессов.. Поэтому, чип — общий термин для обозначения полупроводниковых компонентов.. По свойствам материала, эти два понятия очень разные по определению. Разные характеристики.:Чип представляет собой интегральную схему, изготовление схем на полупроводниковом чипе, носитель интегральных схем, представляет собой сумму технологии проектирования чипов и технологии производства.
Различные функции:Чип - это метод достижения миниатюризации схем в электронных технологиях., обычно изготавливается на поверхности полупроводниковой пластины. Если полупроводник сравнить с материалом из бумажного волокна, интегральная схема — бумага, а чип — книга. После изобретения и массового производства чип-транзисторов, различные твердотельные полупроводниковые компоненты, такие как диоды и транзисторы, широко использовались для замены функций и функций электронных ламп в схемах..
Различные области применения: Чип в основном используется в сфере связи и сети., полупроводник широко используется в бытовой электронике., система связи, медицинское устройство, и т. д..
Краткое содержание
С точки зрения технологий и экономического развития, влияние полупроводниковой промышленности - это реформа и развитие. В настоящий момент, почти все электронные изделия тесно связаны с продукцией полупроводниковой промышленности. Будущее развитие и прорывы полупроводниковой промышленности повлияют на повседневную жизнь людей., а также будет способствовать прогрессу науки и техники и создавать большую ценность для будущих технологий..
