芯片

　　中文名稱： 芯片

　　英文名稱： core plate

　　芯片（chip）就是半導體元件產(chǎn)品的統(tǒng)稱。是集成電路（IC， integrated circut）的載體，由晶圓分割而成。

　　硅片是一塊很小的硅，內含集成電路，它是電腦或者其他電子設備的一部分。

　　IC，泛指所有的電子元器件，是在硅板上集合多種電子元器件實現(xiàn)某種特定功能的電路模塊。它是電子設備中最重要的部分，承擔著運算和存儲的功能。集成電路的應用范圍覆蓋了軍工、民用的幾乎所有的電子設備。

　　電腦芯片

　　主板芯片的功能及工作原理

　　如果把中央處理器CPU比喻為整個電腦系統(tǒng)的心臟，那么主板上的芯片組就是整個身體的軀干。對于主板而言，芯片組幾乎決定了這塊主板的功能，進而影響到整個電腦系統(tǒng)性能的發(fā)揮，芯片組是主板的靈魂。

　　芯片組（Chipset）是主板的核心組成部分，按照在主板上的排列位置的不同，通常分為北橋芯片和南橋芯片。北橋芯片提供對CPU的類型和主頻、內存的類型和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC糾錯等支持。南橋芯片則提供對KBC（鍵盤控制器）、RTC（實時時鐘控制器）、USB（通用串行總線）、Ultra DMA/33(66)EIDE數(shù)據(jù)傳輸方式和ACPI（高級能源管理）等的支持。其中北橋芯片起著主導性的作用，也稱為主橋（Host Bridge）。

　　芯片組的識別也非常容易，以Intel440BX芯片組為例，它的北橋芯片是Intel 82443BX芯片，通常在主板上靠近CPU插槽的位置，由于芯片的發(fā)熱量較高，在這塊芯片上裝有散熱片。南橋芯片在靠近ISA和PCI槽的位置，芯片的名稱為Intel 82371EB。其他芯片組的排列位置基本相同。對于不同的芯片組，在性能上的表現(xiàn)也存在差距。

　　芯片組

　　除了最通用的南北橋結構外，芯片組正向更高級的加速集線架構發(fā)展，Intel的8xx系列芯片組就是這類芯片組的代表，它將一些子系統(tǒng)如IDE接口、音效、MODEM和USB直接接入主芯片，能夠提供比PCI總線寬一倍的帶寬，達到了266MB/s；此外，矽統(tǒng)科技的SiS635/SiS735也是這類芯片組的新軍。除支持最新的DDR266，DDR200和PC133 SDRAM等規(guī)格外，還支持四倍速AGP顯示卡接口及Fast Write功能、IDE ATA33/66/100，并內建了3D立體音效、高速數(shù)據(jù)傳輸功能包含56K數(shù)據(jù)通訊(Modem)、高速以太網(wǎng)絡傳輸(Fast Ethernet)、1M/10M家庭網(wǎng)絡(Home PNA)等。

　　制造過程

　　芯片制作完整過程包括芯片設計、晶片制作、封裝制作、成本測試等幾個環(huán)節(jié)，其中晶片制作過程尤為的復雜。

　　精密的芯片其制造過程非常的復雜

　　首先是芯片設計，根據(jù)設計的需求，生成的“圖樣”

　　1， 芯片的原料晶圓

　　晶圓的成分是硅，硅是由石英沙所精練出來的，晶圓便是硅元素加以純化（99.999%），接著是將些純硅制成硅晶棒，成為制造集成電路的石英半導體的材料，將其切片就是芯片制作具體需要的晶圓。晶圓越薄，生產(chǎn)的成本越低，但對工藝就要求的越高。

　　2，晶圓涂膜

　　晶圓涂膜能抵抗氧化以及耐溫能力，其材料為光阻的一種。

　　3，晶圓光刻顯影、蝕刻

　　該過程使用了對紫外光敏感的化學物質，即遇紫外光則變軟。通過控制遮光物的位置可以得到芯片的外形。在硅晶片涂上光致抗蝕劑，使得其遇紫外光就會溶解。這時可以用上第一份遮光物，使得紫外光直射的部分被溶解，這溶解部分接著可用溶劑將其沖走。這樣剩下的部分就與遮光物的形狀一樣了，而這效果正是我們所要的。這樣就得到我們所需要的二氧化硅層。

　　4、攙加雜質

　　將晶圓中植入離子，生成相應的P、N類半導體。

　　具體工藝是是從硅片上暴露的區(qū)域開始，放入化學離子混合液中。這一工藝將改變攙雜區(qū)的導電方式，使每個晶體管可以通、斷、或攜帶數(shù)據(jù)。簡單的芯片可以只用一層，但復雜的芯片通常有很多層，這時候將這一流程不斷的重復，不同層可通過開啟窗口聯(lián)接起來。這一點類似多層PCB板的制作原理。 更為復雜的芯片可能需要多個二氧化硅層，這時候通過重復光刻以及上面流程來實現(xiàn)，形成一個立體的結構。

　　5、晶圓測試

　　經(jīng)過上面的幾道工藝之后，晶圓上就形成了一個個格狀的晶粒。通過針測的方式對每個晶粒進行電氣特性檢測。一般每個芯片的擁有的晶粒數(shù)量是龐大的，組織一次針測試模式是非常復雜的過程，這要求了在生產(chǎn)的時候盡量是同等芯片規(guī)格構造的型號的大批量的生產(chǎn)。數(shù)量越大相對成本就會越低，這也是為什么主流芯片器件造價低的一個因素。

　　6、封裝

　　將制造完成晶圓固定，綁定引腳，按照需求去制作成各種不同的封裝形式，這就是同種芯片內核可以有不同的封裝形式的原因。比如：DIP、QFP、PLCC、QFN等等。這里主要是由用戶的應用習慣、應用環(huán)境、市場形式等外圍因素來決定的。

　　7、測試、包裝

　　經(jīng)過上述工藝流程以后，芯片制作就已經(jīng)全部完成了，這一步驟是將芯片進行測試、剔除不良品，以及包裝。

　　半導體公司

　　德州儀器/TI

　　意法半導體/ST

　　飛利浦半導體/PHILIPS

　　恩智浦半導體/NXP

　　安森美半導體/ON

　　國際整流器公司/IR

　　美國國家半導體公司/NS

　　美國模擬器件公司/ADI

　　飛思卡爾/FREESCALE

　　美國愛特梅爾/ATMEL

　　賽普拉斯/CYPRESS

　　達拉斯/DALLAS

　　美信半導體/MAXIM

　　封裝類型

　　芯片的封裝類型主要有以下幾種：

　　1．BGA球柵陣列封裝

　　2．CSP 芯片縮放式封裝

　　3．COB 板上芯片貼裝

　　4．COC 瓷質基板上芯片貼裝

　　5．MCM 多芯片模型貼裝

　　6．LCC 無引線片式載體

　　7．CFP 陶瓷扁平封裝

　　8．PQFP 塑料四邊引線封裝

　　9．SOJ 塑料J形線封裝

　　10．SOP 小外形外殼封裝

　　11．TQFP 扁平簿片方形封裝

　　12．TSOP 微型簿片式封裝

　　13．CBGA 陶瓷焊球陣列封裝

　　14．CPGA 陶瓷針柵陣列封裝

　　15．CQFP 陶瓷四邊引線扁平

　　16．CERDIP 陶瓷熔封雙列

　　17．PBGA 塑料焊球陣列封裝

　　18．SSOP 窄間距小外型塑封

　　19．WLCSP 晶圓片級芯片規(guī)模封裝

　　20．FCOB 板上倒裝片