IC-Substrat - Was sind IC-Chips und Arten davon?

IC-Chips, englischer Name Integrated Circuit Chip (integrierte Schaltung), sind eine große Anzahl von mikroelektronischen Komponenten (Widerstände, Kondensatoren, Transistoren, etc.), die durch die integrierte Schaltung auf einer Kunststoffbasis gebildet werden und so einen Chip bilden. Es ist weit verbreitet auf dem Gebiet der Elektronik, Computerindustrie, es wird viel gebräuchlich in dem Land genannt integrierte Schaltungen, IC, Chips, Chip genannt, obwohl der Name nicht derselbe ist, sondern sich auf die gleiche Sache bezieht.

Welche Arten von IC-Chips gibt es?

Klassifiziert nach Funktionsstruktur

Integrierte Schaltungen können in zwei Kategorien unterteilt werden: analoge integrierte Schaltungen und digitale integrierte Schaltungen entsprechend ihrer Funktionen und Strukturen.

Analoge integrierte Schaltungen werden verwendet, um verschiedene analoge Signale zu erzeugen, zu verstärken und zu verarbeiten (bezogen auf Signale, deren Amplitude sich mit Zeitgrenzen ändert. Beispielsweise Audiosignale von Halbleiterradios, Bandsignale von Videorecordern usw.), während digitale integrierte Schaltungen verwendet werden, um verschiedene digitale Signale zu erzeugen, zu verstärken und zu verarbeiten (bezogen auf Signale mit diskreten Werten in Zeit und Amplitude. Zum Beispiel Audio- und Videosignale, die von VCD und DVD wiedergegeben werden).

Die grundlegenden analogen integrierten Schaltungen umfassen Operationsverstärker, Multiplikatoren, integrierte Spannungsregler, Timer, Signalgeneratoren usw. Es gibt viele Arten von digitalen integrierten Schaltungen. Kleine integrierte Schaltungen haben eine Vielzahl von Gates, wie NAND-Gates, NOT-Gates und OR-Gates. Mittelgroße integrierte Schaltungen verfügen über Datenselektoren, Codecs, Flip-Flops, Zähler und Register. Große oder sehr große integrierte Schaltungen umfassen PLD (Programmable Logic Device) und ASIC (Application Specific Integrated Circuit).

Aus Sicht von PLD und ASIC ist die Unterscheidung zwischen Komponenten, Geräten, Schaltungen und Systemen nicht mehr sehr streng. Nicht nur das, das PLD-Gerät selbst ist nur ein Hardwareträger, und verschiedene Schaltungsfunktionen können durch Laden verschiedener Programme realisiert werden. Moderne Geräte sind daher keine reine Hardware mehr. Softwaregeräte und entsprechende Softwareelektronik sind im modernen elektronischen Design weit verbreitet, und ihr Status wird immer wichtiger. Es gibt viele Arten von Schaltungskomponenten. Mit der kontinuierlichen Verbesserung der elektronischen Technologie und Technologie, eine große Anzahl von neuen Geräten erscheinen weiterhin. Das gleiche Gerät hat auch mehrere Verpackungsformen. So sind beispielsweise SMD-Komponenten überall in modernen Elektronikprodukten zu sehen. Für unterschiedliche Einsatzumgebungen hat dasselbe Gerät unterschiedliche Industriestandards. Inländische Komponenten haben normalerweise drei Standards, nämlich: zivile Standards, industrielle Standards und militärische Standards. Unterschiedliche Standards haben unterschiedliche Preise. Der Preis für militärische Standardgeräte kann zehnmal oder höher als zivile Standards sein. Branchenstandards liegen irgendwo dazwischen.

Klassifiziert nach Herstellungsverfahren

Integrierte Schaltungen können je nach Herstellungsprozess in Halbleiter-integrierte Schaltungen und Dünnschicht-integrierte Schaltungen unterteilt werden.

Folienintegrierte Schaltungen werden in Dickschichtintegrierte Schaltungen und Dünnschichtintegrierte Schaltungen eingeteilt.

Klassifiziert nach Integrationsgrad

Integrierte Schaltungen werden je nach Größe in kleine integrierte Schaltungen (SSI), mittlere integrierte Schaltungen (MSI), große integrierte Schaltungen (LSI), sehr große integrierte Schaltungen (VLSI) und ultra-große integrierte Schaltungen (ULSI) unterteilt.

Entsprechend den verschiedenen Arten der Leitfähigkeit

Integrierte Schaltkreise können je nach Leitfähigkeitsart in bipolare integrierte Schaltkreise und unipolare integrierte Schaltkreise unterteilt werden.

Der Herstellungsprozess von bipolaren integrierten Schaltungen ist kompliziert, und der Stromverbrauch ist relativ groß, was bedeutet, dass die integrierten Schaltungen von TTL, ECL, HTL, LST-TL, STTL und anderen Arten sind. Unipolare integrierte Schaltungen haben einfache Herstellungsprozesse, niedrigen Stromverbrauch und sind einfach, große integrierte Schaltungen herzustellen. Repräsentative integrierte Schaltungen umfassen CMOS, NMOS, PMOS und andere Typen.

Klassifiziert nach Zweck

Integrierte Schaltungen Entsprechend dem Zweck kann sie in integrierte Schaltungen für TV unterteilt werden: integrierte Schaltungen für Audio, integrierte Schaltungen für Videoplayer, integrierte Schaltungen für Videorecorder, integrierte Schaltungen für Computer (Mikrocomputer), integrierte Schaltungen für elektronische Organe, integrierte Schaltungen für Kommunikation, integrierte Schaltungen für Kameras, integrierte Schaltungen für Fernsteuerung, integrierte Schaltungen für Sprache, integrierte Schaltungen für Alarme Schaltungen und verschiedene anwendungsspezifische integrierte Schaltungen.

TV-integrierte Schaltkreise umfassen Linien- und Feldscanning-integrierte Schaltkreise, Zwischenverstärker-integrierte Schaltkreise, Ton-integrierte Schaltkreise, Farbdekodierungs-integrierte Schaltkreise, AV/TV-Umwandlungs-integrierte Schaltkreise, Schaltleistungs-chinesische Bildverarbeitungs-integrierte Schaltkreise, Mikroprozessor (CPU)-integrierte Schaltkreise, Speicher-integrierte Schaltkreise usw.

Audio-integrierte Schaltkreise umfassen AM/FM Hoch-Zwischenfrequenzschaltungen, Stereo-Decodierschaltungen, Audio-Vorverstärkerschaltungen, Audio-Operationsverstärker integrierte Schaltkreise, Audio-Leistungsverstärker integrierte Schaltkreise, Surround-Sound-Verarbeitungs-integrierte Schaltkreise, Pegelantrieb integrierte Schaltkreise und elektronische Lautstärkeregelung integrierte Schaltkreise Schaltkreise, Verzögerungs-Nachhall integrierte Schaltkreise, elektronische Schalter integrierte Schaltkreise, etc.

Integrierte Schaltungen für DVD-Player umfassen integrierte Schaltungen der Systemsteuerung, integrierte Schaltungen der Videocodierung, integrierte Schaltungen der MPEG-Decodierung, integrierte Schaltungen der Audiosignalverarbeitung, integrierte Schaltungen des Soundeffekts, integrierte Schaltungen der HF-Signalverarbeitung, integrierte Schaltungen der digitalen Signalverarbeitung, integrierte Servo-Schaltungen und Motorantriebe integrierte Schaltungen usw.

Verfahren zur Herstellung von IC-Chips

Der komplette Prozess der Chipherstellung umfasst: Chipdesign, Waferherstellung, Paketherstellung, Kostenprüfung und mehrere andere Teile, unter denen der Waferchipherstellungsprozess besonders kompliziert ist. Das folgende Diagramm lässt uns gemeinsam den Prozess der Chipherstellung verstehen, insbesondere den Teil der Waferherstellung. Zunächst einmal das Chipdesign, entsprechend den Bedürfnissen des Designs, die Generierung des "Musters".

1.Der Rohstoff der Chip-Wafer, Wafer bestehen aus Silizium, Silizium wird durch den Quarzsand verfeinert, Wafer sind Silizium, das gereinigt werden soll (99.999%) gefolgt von einigen des reinen Siliziums, das aus Siliziumstäben hergestellt wird, Quarz-Halbleiter, um das Material für die Herstellung von integrierten Schaltungen zu werden, werden geschnitten ist die spezifischen Bedürfnisse der Chipproduktion der Wafer. Je dünner der Wafer, desto niedriger sind die Produktionskosten, aber desto anspruchsvoller ist der Prozess.

2.Wafer Beschichtung Die Wafer Beschichtung kann Oxidation und Temperatur widerstehen, und das Material ist eine Art Fotolack.

3.Wafer Lithographie Entwicklung, Ätzen des Prozesses verwendet UV-empfindliche Chemikalien, das heißt, im Falle von UV-Licht wird aufgeweicht. Die Form des Chips kann durch Steuerung der Position des Photolacks erhalten werden. Auf den Siliziumwafer wird ein Fotolack aufgetragen, so dass er sich bei UV-Licht auflöst. Dies geschieht, indem ein erster Teil der Maske aufgetragen wird, so dass der Abschnitt unter direktem UV-Licht aufgelöst wird, und dieser gelöste Teil dann mit einem Lösungsmittel weggewaschen werden kann. Dieser gelöste Teil kann dann mit einem Lösungsmittel weggewaschen werden, so dass der verbleibende Teil die gleiche Form wie die Maske hat, was genau die Wirkung ist, die wir wollen. Das gibt uns die Kieselschicht, die wir brauchen.

4.Admixture von Verunreinigungen wird in die Waferionen implantiert, um den entsprechenden P, N Halbleiter zu erzeugen. Der spezifische Prozess besteht darin, von der exponierten Stelle auf dem Wafer in das chemische Ionengemisch zu starten. Dieser Prozess wird die Art und Weise ändern, wie der verfälschte Bereich Strom leitet, so dass jeder Transistor Daten übergeben, brechen oder übertragen kann. Einfache Chips können mit nur einer Schicht hergestellt werden, aber komplexe Chips haben normalerweise viele Schichten, und dies ist, wenn der Prozess immer wieder wiederholt wird, und verschiedene Schichten können durch Öffnen von Fenstern miteinander verbunden werden. Dies ist ähnlich wie die Herstellung von Leiterplatten aus Schichten von Produktionsprinzipien. Komplexere Chips können mehr als eine Schicht Siliziumdioxid erfordern, diesmal durch Wiederholen der Photolithographie sowie des obigen Prozesses, um die Bildung einer dreidimensionalen Struktur zu erreichen.

5.Wafer Prüfung nach dem obigen Prozess, der Wafer auf der Bildung eines Gitters von Körnern. Die elektrischen Eigenschaften jedes Werkzeugs werden mittels Nadelprüfung geprüft. Im Allgemeinen hat jeder Chip eine große Anzahl von Körnern, die Organisation eines Nadeltestmodus ist ein sehr komplexer Prozess, der die Herstellung der gleichen Chipspezifikationen so weit wie möglich erfordert, wenn das Modell der Großserienproduktion konstruiert wird. Je größer die Anzahl der relativen Kosten ist niedriger, weshalb die Mainstream-Chip-Gerätekosten ein Faktor sind.

6.Packaging wird hergestellt, um die fixierten, gebundenen Stifte des Wafers zu vervollständigen, entsprechend den Erfordernissen, in eine Vielzahl von verschiedenen Paketformen gemacht zu werden, wobei die gleiche Art von Chipkern eine andere Paketform des Grundes haben kann. Zum Beispiel: DIP, QFP, PLCC, QFN und so weiter. Hier ist hauptsächlich durch die Anwendungsgewohnheiten des Benutzers, die Anwendungsumgebung, Marktformen und andere periphere Faktoren zu entscheiden.

7.Der letzte Prozess der Chipherstellung für den Test, der in allgemeine Tests und spezielle Tests unterteilt werden kann, ist der verpackte Chip in einer Vielzahl von Umgebungen, um seine elektrischen Eigenschaften, wie Stromverbrauch, Betriebsgeschwindigkeit, Spannungswiderstand, etc. zu testen. Die getesteten Chips werden in verschiedene Ebenen entsprechend ihren elektrischen Eigenschaften unterteilt. Spezieller Test basiert auf den speziellen Bedürfnissen des Kunden der technischen Parameter, von den ähnlichen Parametern der Spezifikationen, Sorten einiger Chips, um gezielte spezialisierte Tests durchzuführen, um zu sehen, ob es die speziellen Bedürfnisse des Kunden erfüllen kann, um zu entscheiden, ob ein spezieller Chip für den Kunden entworfen werden soll. Nach dem allgemeinen Test können qualifizierte Produkte, die mit Spezifikationen, Modellen und Fabrikdatum gekennzeichnet sind, und andere Identifizierungsetiketten und Verpackungen versendet werden. Chips, die den Test nicht bestehen, werden je nach den Parametern heruntergestuft oder zurückgewiesen.

IC-Chips haben eine breite Palette von Anwendungen und ihre Hauptrollen sind wie folgt:

Steuerung und Verarbeitung von Daten: Chips können verwendet werden, um eine Vielzahl von Daten zu steuern und zu verarbeiten, einschließlich Daten in elektronischen Geräten wie Computern, Mobiltelefonen und Fernsehern.

Speichern von Daten: Chips können verwendet werden, um Daten zu speichern, wie Speicherchips können Programme und Daten in Computern speichern.

Kommunikation: Chips können verwendet werden, um Kommunikationsfunktionen zu realisieren, wie Kommunikationschips in Mobiltelefonen können drahtlose Kommunikation realisieren.

Steuerung externer Geräte: Chips können verwendet werden, um verschiedene externe Geräte zu steuern und zu steuern, wie Chips in Automobilen, die den Motor, Bremssystem und so weiter steuern können.

Realisieren Sie spezifische Funktionen: Chips können verwendet werden, um verschiedene spezifische Funktionen entsprechend verschiedenen Anwendungsanforderungen zu realisieren, wie Sensorchips können die Temperatur und Feuchtigkeit in der Umgebung spüren. Kurz gesagt, der Chip ist ein unverzichtbarer Kernbestandteil moderner elektronischer Geräte und seine Rolle deckt eine Vielzahl von Aspekten wie Steuerung, Verarbeitung, Speicherung, Kommunikation und Realisierung spezifischer Funktionen ab.

Da die Technologie weiter voranschreitet und innoviert, wird die Leistung von IC-Chips weiter verbessert und die Anwendungsbereiche werden umfangreicher. In Zukunft erwarten wir weitere innovative Designs, die mehr zur Lösung globaler Probleme, zur Förderung von Wissenschaft und Technologie und zur Förderung des menschlichen Wohlbefindens beitragen werden.