找回密码
 注册
关于网站域名变更的通知
查看: 1967|回复: 16
打印 上一主题 下一主题

封装设计相关半导体扫盲贴

[复制链接]

该用户从未签到

跳转到指定楼层
1#
发表于 2019-5-10 08:35 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

EDA365欢迎您登录!

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册

x
封装设计相关半导体扫盲贴
0 B9 P; ~% `( l% A! {; H- J
  • 半导体
    . U* x- X$ ~/ W, ?& a

    . b8 H$ O+ z1 p) m# y
半导体( semiconductor),指常温下导电性能介于绝缘体(insulator)与导体(conductor)之间的材料。人们通常把导电性差的材料,如煤、人工晶体、琥珀、陶瓷等称为绝缘体。而把导电性比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。与导体和绝缘体相比,半导体材料的发现是最晚的,直到20世纪30年代,当材料的提纯技术改进以后,半导体才得到工业界的重视。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等,而硅则是各种半导体材料中,在商业应用上最具有影响力的一种。
6 }4 `, @5 P1 U$ G

9 k* F8 k& i/ {; f- y* P0 E
  • 芯片
    # O* Z1 P6 [7 ?: x
芯片(chip),又称微芯片(microchip)、集成电路(integrated circuit, IC)。是指内含集成电路的硅片,体积很小。一般而言,芯片(IC)泛指所有的半导体元器件,是在硅板上集合多种电子元器件实现某种特定功能的电路模块。它是电子设备中最重要的部分,承担着运算和存储的功能。广泛应用于军工、民用等几乎所有的电子设备。
7 j6 _6 q& v" g3 L
2 f- y, \5 P% Y2 T8 X% m. l
  • 半导体芯片是什么
    7 J( g; P# t3 A. ~2 _

" l. x, T/ ^1 ~7 B8 T: p) \( ]
一般情况下,半导体、集成电路、芯片这三个东东是可以划等号的,因为讲的其实是同一个事情。半导体是一种材料,分为表格中四类,由于集成电路的占比非常高,超过80%,行业习惯把半导体行业称为集成电路行业。
3 [! S6 n, n* r: Z
/ x5 }; X- d  P

) k  }0 E  M; O$ Y( N. u& Y* a- {
* q( q' ?' d! v% ]4 |
而芯片就是集成电路的载体,广义上我们就将芯片等同于了集成电路。所以对于小白来说,只需要记住,当芯片、集成电路、半导体出现的时候,别慌,是同一码事儿。
6 G& W) N$ q2 }( u( a
3 z5 B. J9 q: d5 A
  • 半导体芯片内部结构
      i. r0 H( R7 p( `% i. c

9 b$ }4 f1 g  g, M- ?
半导体芯片虽然个头很小。但是内部结构非常复杂,尤其是其最核心的微型单元成千上万个晶体管。我们就来为大家详解一下半导体芯片集成电路的内部结构。一般的,我们用从大到小的结构层级来认识集成电路,这样会更好理解。(1)系统级我们还是以手机为例,整个手机是一个复杂的电路系统,它可以玩游戏、可以打电话、可以听音乐、可以哔--。它的内部结构是由多个半导体芯片以及电阻、电感、电容相互连接组成的,称为系统级。(当然,随着技术的发展,将一整个系统做在一个芯片上的技术也已经出现多年SoC技术)(2)模块级在整个系统中分为很多功能模块各司其职。有的管理电源,有的负责通信,有的负责显示,有的负责发声,有的负责统领全局的计算,等等。我们称为模块级。这里面每一个模块都是一个宏大的领域,都聚集着无数人类智慧的结晶,也养活了很多公司。2 |" T# J9 Q- ?# `# j0 R3 x

# R7 D/ v7 b( y; e7 A& c4 d/ b( Q! W8 L2 T
! g/ N0 ]  x" V2 y6 q; M
(3)寄存器传输级(RTL)那么每个模块都是由什么组成的呢?以占整个系统较大比例的数字电路模块(它专门负责进行逻辑运算,处理的电信号都是离散的0和1)为例。它是由寄存器和组合逻辑电路组成的。寄存器是一个能够暂时存储逻辑值的电路结构,它需要一个时钟信号来控制逻辑值存储的时间长短。实际应用中,我们需要时钟来衡量时间长短,电路中也需要时钟信号来统筹安排。时钟信号是一个周期稳定的矩形波。现实中秒钟动一下是我们的一个基本时间尺度,电路中矩形波震荡一个周期是它们世界的一个时间尺度。电路元件们根据这个时间尺度相应地做出动作,履行义务。什么是组合逻辑呢,就是由很多“与(AND)、或(OR)、非(NOT)”逻辑门构成的组合。比如两个串联的灯泡,各带一个开关,只有两个开关都打开,灯才会亮,这叫做与逻辑。一个复杂的功能模块正是由这许许多多的寄存器和组合逻辑组成的。把这一层级叫做寄存器传输级。(4)门级寄存器传输级中的寄存器其实也是由与或非逻辑构成的,把它再细分为与、或、非逻辑,便到达了门级(它们就像一扇扇门一样,阻挡/允许电信号的进出,因而得名)。(5)晶体管级无论是数字电路还是模拟电路,到最底层都是晶体管级了。所有的逻辑门(与、或、非、与非、或非、异或、同或等等)都是由一个个晶体管构成的。因此集成电路从宏观到微观,达到最底层,满眼望去其实全是晶体管以及连接它们的导线。双极性晶体管(BJT)在早期的时候用的比较多,俗称三极管。它连上电阻、电源、电容,本身就具有放大信号的作用。像堆积木一样,可以用它构成各种各样的电路,比如开关、电压/电流源电路、上面提到的逻辑门电路、滤波器、比较器、加法器甚至积分器等等。由BJT构建的电路我们称为TTL(Transistor-TransistorLogic)电路。BJT的电路符号长这个样子:
. G& \$ f- R7 \  `

( }7 j9 Q; C- M6 r+ K
2 l8 j% s, z& I4 l* Z2 U9 h

& m6 Q" q/ E3 o; a2 F但是后来金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的出现,以优良的电学特性、超低的功耗横扫IC领域。除了模拟电路中BJT还有身影外,基本上现在的集成电路都是由MOS管组成的了。同样的,由它也可以搭起来成千上万种电路。而且它本身也可以经过适当连接用来作电阻、电容等基本电路元件。MOSFET的电路符号如下:  [) B! C$ h5 H( y  x$ z3 c1 @
. e1 c" v# Q+ ?* T- O

& a% c& f6 e0 V8 _' z$ w: x

! Y3 }& u. n# e: A综上所述,在实际工业生产中,芯片的制造,实际上就是成千上万个晶体管的制造过程。只不过现实中制造芯片的层级顺序正好反过来了,是从最底层的晶体管开始一层层向上搭建。也就是说,按照“晶体管-》芯片-》电路板”的顺序,我们最终可以得到电子产品的核心部件电路板。
# G, Z! e6 Z7 y% q
! y  S# X; I9 t% l3 w3 {
% C* ^3 C+ `; t3 Y$ T! R. m

该用户从未签到

推荐
发表于 2019-5-10 11:09 | 只看该作者
yingzhang 发表于 2019-5-10 09:26
: M$ {0 ^$ W1 _+ I0 @" b+ f8 r5 f) l8 [学习了
0 z8 A/ t, i. f7 c. o6 ~( @
那封装行业还有得做啊
( j& F& x5 y% @! Y. X  _2 f6 b1 S' s" T# h4 C5 O: i* w1 w& n

该用户从未签到

推荐
发表于 2019-5-10 09:27 | 只看该作者
学习封装设计是不是在模块级更能发力?

该用户从未签到

推荐
发表于 2019-5-10 17:09 | 只看该作者
版主可以把这些内容再出一本书了

该用户从未签到

2#
发表于 2019-5-10 08:38 | 只看该作者
这种素材对入门很好
( L# w; o; T( I3 P) N, h1 K
  • TA的每日心情
    开心
    2020-1-8 15:57
  • 签到天数: 3 天

    [LV.2]偶尔看看I

    4#
    发表于 2019-5-10 08:59 | 只看该作者
    真正的扫盲贴

    该用户从未签到

    11#
    发表于 2019-5-10 11:20 | 只看该作者
    这个好,简单易解

    该用户从未签到

    13#
     楼主| 发表于 2019-5-10 12:32 | 只看该作者
    正在看版子的封装书
    您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

    本版积分规则

    关闭

    推荐内容上一条 /1 下一条

    EDA365公众号

    关于我们|手机版|EDA365电子论坛网 ( 粤ICP备18020198号-1 )

    GMT+8, 2025-6-14 21:30 , Processed in 0.093750 second(s), 29 queries , Gzip On.

    深圳市墨知创新科技有限公司

    地址:深圳市南山区科技生态园2栋A座805 电话:19926409050

    快速回复 返回顶部 返回列表