ICチップ、英語名Integrated Circuit Chip(Integrated Circuit)は、集積回路によってプラスチックベース上に形成された大量のマイクロエレクトロニクス素子(抵抗器、コンデンサ、トランジスタなど)から作られたチップである。電子、コンピュータ業界に広く応用されており、国内では一般的な集積回路、集積回路、チップ、チップと呼ばれることが多く、名前は異なるが同じものを指す。
どのようなタイプのICチップがありますか。
機能構造による分類
集積回路はその機能と構造によって、アナログ集積回路とデジタル集積回路の2種類に分けることができる。
アナログ集積回路は、様々なアナログ信号(時間境界に従って振幅が変化する信号を指す。例えば、半導体ラジオのオーディオ信号、VCRのテープ信号など)を生成、増幅、加工するために使用され、デジタル集積回路は、様々なデジタル信号(時間値と振幅値が離散した信号を指す。VCDやDVD再生のオーディオ信号やビデオ信号など)を生成、増幅、加工するために使用される。
基本的なアナログ集積回路には、演算増幅器、乗算器、集積電圧調整器、タイマ、信号発生器などがある。デジタル集積回路には多くのタイプがある。小型集積回路には、与非ゲート、非ゲート、またはゲートなど、さまざまなゲートがあります。中型集積回路には、データセレクタ、コーデック、フリップフロップ、カウンタ、レジスタがある。大規模または非常に大規模な集積回路には、PLD(プログラマブル論理デバイス)とASIC(専用集積回路)が含まれる。
PLDとASICの観点から見ると、コンポーネント、デバイス、回路、システムの違いは非常に厳しくありません。それだけでなく、PLDデバイス自体はハードウェアキャリアであり、異なるプログラムをロードすることで異なる回路機能を実現することができます。したがって、現代のデバイスは純粋なハードウェアではありません。ソフトウェアデバイスと対応するソフトウェアエレクトロニクスは現代の電子設計に広く応用され、その地位はますます重要になっている。回路素子にはさまざまなタイプがあります。電子技術と技術の進歩に伴い、大量の新しい設備が次々と登場している。同じ装置はまた、複数の包装形態を有する。例えば、SMD素子は現代の電子製品の随所に見られる。異なる使用環境では、同じデバイスには異なる業界標準があります。国産部品には通常、民間規格、工業規格、軍用規格の3つの基準がある。基準によって価格が異なります。軍用標準設備の価格は民用標準の10倍以上になる可能性がある。業界標準はその中間です。
生産プロセス別
製造プロセスに応じて、集積回路は半導体集積回路と薄膜集積回路に分けることができる。
薄膜集積回路は厚膜集積回路と薄膜集積回路に分けられる。
統合レベル別に分類
集積回路は規模別に小型集積回路(SSI)、中型集積回路(MSI)、大型集積回路(LSI)、超大規模集積回路(VLSI)、超大型集積回路に分けられる。
導電性による異なるタイプ
集積回路はその導電型に応じてバイポーラ集積回路と単極集積回路に分けることができる。
双極型集積回路の製造プロセスは複雑で、消費電力は比較的に大きく、これは集積回路がTTL、ECL、HTL、LST-TL、STTLなどのタイプがあることを意味する。単極集積回路の製造プロセスは簡単で、消費電力が低く、大規模集積回路の製造が容易である。代表的な集積回路には、CMOS、NMOS、PMOS、およびその他のタイプが含まれる。
用途別分類
集積回路は用途に応じて、テレビ集積回路、オーディオ集積回路、ビデオプレーヤ集積回路、ビデオ集積回路、コンピュータ(マイクロコンピュータ)集積回路、電子器官集積回路、通信集積回路、カメラ集積回路、遠隔制御集積回路、言語集積回路、アラーム集積回路及び各種特定応用集積回路に分けることができる。
テレビ集積回路は、ライン及びフィールド走査集積回路、中間増幅器集積回路、音声集積回路、カラー復号集積回路、音/テレビ変換集積回路、スイッチング電源中国語画像処理集積回路、マイクロプロセッサ(CPU)集積回路、メモリ集積回路などを含む。
オーディオ集積回路は、AM/FM高中間周波回路、ステレオ復号回路、オーディオプリアンプ回路、オーディオオペアンプ集積回路、オーディオパワーアンプ集積回路、サラウンド音響処理集積回路、レベル駆動集積回路及び電子音量制御集積回路、遅延残響集積回路、電子スイッチ集積回路等を含む。
DVDプレーヤの集積回路は、システム制御集積回路、ビデオ符号化集積回路、MPEG復号集積回路、オーディオ信号処理集積回路、サウンド集積回路、RF信号処理集積回路、デジタル信号処理集積回路、サーボ集積回路、モータ駆動集積回路などを含む。
ICチップ製造プロセス
チップ製造の完全なプロセスには、チップ設計、ウェハ製造、パッケージ製造、コストテスト、その他のいくつかの部分が含まれており、その中でウェハチップ製造プロセスは特に複雑である。次の図では、チップ生産のプロセス、特にウエハ生産の部分を共通に理解してみましょう。まず、チップの設計は、設計の必要に応じて、「パターン」を生成する。
1.シリコンウェハの原材料、シリコンウェハはシリコンからなり、シリコンは石英砂から精製され、シリコンウェハは精製されるシリコン(99.999%)、次にシリコンロッドから作られる純シリコンであり、石英半導体は集積回路を製造する材料となり、スライスされるのはチップ生産の具体的な必要性である。ウェハが薄いほど、生産コストは低くなりますが、プロセス要件は高くなります。
2.ウェハコーティングウェハコーティングは抗酸化性、高温耐性の性能を有し、材料はフォトレジストエッチング剤である。
3.ウェハフォトリソグラフィ装置の開発、エッチングには紫外線に敏感な化学物質、つまり紫外線を照射した場合に軟化するものが使用されている。チップの形状は、フォトレジストエッチングの位置を制御することにより得ることができる。フォトレジストエッチング剤をシリコンウェハに塗布し、紫外線に曝されたときに溶解させる。これは、直接UV光下の部分が溶解し、溶解した部分を溶媒で洗い流すことができるように、マスクの第1の部分を印加することによって達成される。そして溶解した部分を溶剤で洗い流し、残りの部分がマスクと同じ形になるようにすることができます。これはまさに私たちが望んでいる効果です。これは、必要なシリカ層を提供してくれます。
4.不純物のブレンドは、対応するP、N半導体を生成するためにウェハイオンに注入される。具体的なプロセスは、ウエハ上の暴露領域から始まり、化学イオン混合物に入る。このプロセスは、各トランジスタがデータを通過、切断、または搬送できるように、ドーピング領域の導電性を変更します。簡単なチップは1層で作ることができますが、複雑なチップには通常多くの層があり、これは繰り返し繰り返されるプロセスであり、異なる層は窓を開けて接続することができます。これはPCB基板を製造する多層製作原理と類似している。より複雑なチップは、リソグラフィおよび上述のプロセスを繰り返すことによって3次元構造の形成を実現する1つ以上のシリカを必要とすることがある。
5.ウェハ試験上記プロセスの後、ウェハ上に格子結晶粒を形成する。各金型の電気的特性を針試験により試験した。通常、各チップには大量の結晶粒があり、組織針刺試験モードは非常に複雑なプロセスであり、大量生産モデルを構築する際にできるだけ同じ規格のチップを生産する必要がある。数が大きいほど相対コストが低くなるのは、主流のチップデバイスのコストが1つの要素である理由です。
6、パッケージはウェハの製造を固定し、ピンをバインドし、必要に応じてさまざまなパッケージ形式を作成することができ、これも同じチップコアが異なるパッケージ形式を持つことができる理由である。例:DIP、QFP、PLCC、QFNなど。ここでは主にユーザーの応用習慣、応用環境、市場形態などの周辺要素によって決定される。
7.テストされたチップ製造の最後の工程は、一般的なテストと特殊なテストに分けることができ、前者は様々な環境でカプセル化されたチップであり、消費電力、動作速度、耐圧などの電気特性をテストする。テストされたチップはその電気特性に応じて異なるレベルに分ける。特定項目テストは顧客の技術パラメータに対する特殊な需要に基づいて、いくつかのチップの規格、品種の類似パラメータから出発して、的確な特定項目テストをして、顧客の特殊な需要を満たすことができるかどうかを見て、顧客のために専用チップを設計するかどうかを決定する。一般的な試験に合格したら、規格、型番、出荷日などのラベルと包装が貼られた製品を出荷することができます。テストに失敗したチップは、該当するパラメータに基づいて劣化または拒否されます。
ICチップは広く応用されており、その主な役割は以下の通りである:
データの制御と処理:チップはコンピュータ、携帯電話、テレビなどの電子機器のデータを含むさまざまなデータの制御と処理に使用できます。
記憶データ:チップはデータを記憶するために使用することができ、例えば記憶チップはプログラムとデータをコンピュータに保存することができる。
通信:チップは通信機能を実現するために使用することができ、例えば携帯電話の通信チップは無線通信を実現することができる。
制御外部装置:チップは自動車の中でエンジン、ブレーキシステムなどを制御することができるチップなどの各種外部装置を制御し、駆動することができる。
特定の機能を実現:チップは、環境中の温度と湿度を感知するセンサチップなど、さまざまな用途のニーズに応じてさまざまな特定の機能を実現することができます。簡単に言えば、チップは現代の電子機器に不可欠なコア部品であり、その役割は制御、処理、記憶、通信、特定の機能の実現など多くの方面をカバーしている。
技術の進歩と革新に伴い、ICチップの性能はさらに向上し、応用分野はさらに広がるだろう。将来的には、世界的な問題の解決、科学技術の推進、人類の福祉の促進により大きな貢献をするために、より多くの革新的なデザインを見ることを期待しています。