芯片介绍：一文打尽它的基础概念

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IC 概念
' H% f- F0 f/ C4 J* t" AIC - Integrated Citcuit 积体电路. 也翻译成集成电路。
百科的解释是：
是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构
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芯片终端产品的研发生产流程
比如手机，一般的流程如下：
- 芯片公司设计芯片
7 G+ G8 k9 g+ y! B/ _5 H6 z  r- 芯片代工厂生产芯片
- 封测厂进行封装测试
- 整机商采购芯片用于整机生产

" U  n/ {) ^# L, S9 K& q芯片本身的研发生产过程
7 k- o8 d! N. O1 K: c/ Z( d5 w$ G缩小一下范围，芯片本身的研发生产的主要过程包括：
2 F! h: K) B5 m) n1. 设计应用系统， 主要考虑如下部分：
芯片功能和性能指标的要求
功能集成还是外部实现
芯片工艺以及工艺平台
管脚数量
封装形式

系统开发和原型验证
- o5 ^0 l7 i! m6 {$ W. v数字系统
$ V! ]% a# A  D  n模拟芯片

芯片版图设计实现
  o( r( Y: ?, O数字后端与模拟版图拼接

' N0 c( p, Q# \/ ?生成GDS文件，交给代工厂。- tapeout
像流水线一样通过一系列工艺步骤制造芯片，这就是流片
在集成电路设计领域，“流片”指的是“试生产”，就是说设计完电路以后，先生产几片几十片，供测试用。如果测试通过，就照着这个样子开始大规模生产了
! y2 F0 E9 a( q/ n# d. ?) p" O9 P
制版
$ W) ^6 ?. V4 R; Y" n' n
3 r, T0 q6 P9 e4 C晶片加工

. n- J( R9 z; o5 Z: V5 J- k晶圆测试
. d. Z, E2 f1 x9 Q6 u; R
8 k# _" Y3 Y/ I  w  g  b4 K" e1 u7 z封装
6 q* Z1 f* Q8 f5 z减薄、贴膜、划片、粘片、打线、注塑、切金、烘干、镀锡等
6 \, c( s8 @0 B; B. |  A
成测
( Q3 @; E3 L# h4 }# y) V+ D9 g
# ^# \  W6 Z4 b/ \以上的9个过程切分程1-4， 5-9两个阶段， 对应到的是两类不同的芯片生产商，这个后面会再介绍。 随便提一下，只进行芯片设计的企业，这样的企业叫做Fabless， 其主要的工作流程也就是1-4。 以下再展开来说。

* x5 e# b: s0 Q! q  J/ B芯片设计过程与步骤
芯片设计的主要过程如下图：

订定目标
设计芯片
使用硬体描述语言(HDL),像Verilog,VHDL等
逻辑合成
1 ]; t3 Z% L) b& [# q% M将HDL Code放入电子设计自动化工具(EDA tool), 转换成逻辑电路，产生电路图

电路布局与绕线
- z3 W$ Q( B+ i0 E  n2 ?4 Z1 r! y7 g

使用另一套EDA tool.
不同的颜色代表着一张光罩。
下图中， 左边是经过电路布局与绕线后形成的电路图，不同颜色代表一张光罩。右边是每张光罩摊开的样子。
9 B5 ~3 h: E1 f6 @4 k: ?6 e5 ^9 w

2 e) F. |2 l; Q, z1 y# s芯片供应商
IDM : 集芯片设计、制造、封装和测试等多个产业链环节与一身的企业。
+ I( Z4 g4 i, f  K8 B" x如： Intel, 三星，IBM

Fabless: 没有芯片加工厂的芯片供应商。相关的业务外包给专业生产制造厂商：
如高通、博通、联发科

与Fabless对应的是 Foundry（晶圆代工厂）和封测厂。承接Fabless的生产和封装测试任务。
典型的Foundry： 台积电(TSMC)、格罗方德、中芯国际、台联电
8 g3 O6 N& y0 L0 w5 y% F封测厂： 日月光， 江苏长电等
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) M' j5 `4 F( v+ ?% b. o3 I制程与封装
最常听见的就是纳米制程的概念了。
' ^( [% h" M8 z9 p9 F. r在数学上，纳米是 0.000000001 公尺

( L) K. ?$ d+ q) }# y! K# e纳米制程是什么，以 14 纳米为例，其制程是指在芯片中，线最小可以做到 14 纳米的尺寸，

( b4 }  j5 j% D( K* I6 H& A缩小制程的用意，缩小电晶体的最主要目的，就是可以在更小的芯片中塞入更多的电晶体，让芯片不会因技术提升而变得更大；其次，可以增加处理器的运算效率；再者，减少体积也可以降低耗电量；最后，芯片体积缩小后，更容易塞入行动装置中，满足未来轻薄化的需求。
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+ l" c# b5 R. \5 b封装方式：
1. Dual Inline Package；DIP 双排直立式封装
最早采用的IC封装技术， 成本低廉， 适合小型且不需接太多线的芯片。
7 x- [. r! o# ~; i- C散热效果差，无法满足先行高速芯片的要求。

常见于电动玩具

Ball Grid Array, BGA 球格阵列封装

7 x4 L6 ^, R* q可容纳更多的金属接脚。 成本高连接方法较复杂。
9 V' L  a4 b3 S  y4 ]4 X
常见于电脑CPU
* z% {( ^7 w: b% D7 l. r
一些其他概念
+ K2 @6 O& _- n% zWafer - 晶圆， 可以想象成一些尺寸大小不同的圆形玻璃片。

) w0 f: p1 ]7 N* w. _- L) o; S对Wafer切割，就成了Die, die 经过封装成Chip.
9 T0 v( a* ]9 q* {* t+ s
SoC - System On Chip
SiP - System In Package

Soc : 将原本不同功能的IC,整合在一颗芯片中。可以缩小体积， 缩小不同IC间的距离。 提升芯片的计算速度。
+ l+ G4 _) l% F# {9 U
SiP: 购买各家的IC， 一次性封装这些IC. Apple Watch.
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IC就是采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构

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Dual Inline Package是最早采用的IC封装技术， 成本低廉， 适合小型且不需接太多线的芯片。

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BGA 球格阵列封装可以容纳更多的金属接脚。 但是成本高连接方法较复杂。