芯片介绍：一文打尽它的基础概念

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IC 概念
IC - Integrated Citcuit 积体电路. 也翻译成集成电路。
( h3 ?4 w. n9 D9 {+ Y3 d+ x* @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

芯片终端产品的研发生产流程
! ]8 |* G2 i, j, `( _7 T8 m比如手机，一般的流程如下：
9 D2 ^) _9 i( I4 u3 w# ?: f- 芯片公司设计芯片
- 芯片代工厂生产芯片
0 t) J3 r* j7 B* s0 L- 封测厂进行封装测试
3 }5 p7 }1 k) q( @  w) t- 整机商采购芯片用于整机生产

( t5 |; w) D' G8 H" {$ Z芯片本身的研发生产过程
缩小一下范围，芯片本身的研发生产的主要过程包括：
1. 设计应用系统， 主要考虑如下部分：
1 V# v/ Y. D8 c芯片功能和性能指标的要求
" B# p$ `8 ~8 {* ^6 ~# m- D5 y功能集成还是外部实现
9 z  j& J7 g3 U: n& e: m# O芯片工艺以及工艺平台
管脚数量
封装形式
( g) X. |  h; O4 l8 x0 l) h
系统开发和原型验证
数字系统
# z4 |) ^7 G$ M( T( ]' y模拟芯片
1 ^/ y  t: d( q2 U* v
芯片版图设计实现
数字后端与模拟版图拼接
0 \5 |, t6 K" L. t! f
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

) ?% w- v1 A0 u+ d9 f制版

# M1 A: ], ?& j4 s7 J& S5 y5 K) S6 `晶片加工
6 U- H2 o" W) {2 i
晶圆测试
- h7 s1 M1 M6 D
封装
减薄、贴膜、划片、粘片、打线、注塑、切金、烘干、镀锡等
' p0 I1 v7 r& D5 U, q
成测

; F0 n: Z: v0 a# C- D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。
0 `: C: V# o( K% f
芯片设计过程与步骤
芯片设计的主要过程如下图：
0 Q4 S2 d. y* X5 V( J# d2 k1 u' v; c! `

+ h" U- p& I6 L% C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
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
9 t$ [* z; C1 Y; ?4 s

电路布局与绕线

使用另一套EDA tool.
3 |* i) r6 N5 O: }- l* X5 u. I; y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。
. I( K: k6 z8 m

; O$ ]* T* J& X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。
如： Intel, 三星，IBM
) v! M3 l3 [( f* P  B3 G
  l; T# K  {' ~9 t' kFabless: 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：
$ F9 t/ \7 D& i2 K; }" \3 F如高通、博通、联发科
0 p7 j- Z- n' ~. n; }# n* |3 z9 Y
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
  ~' n; x4 x2 X6 }; G1 ~1 |封测厂： 日月光， 江苏长电等
" h6 g% ]7 U; V" }- k
制程与封装
最常听见的就是纳米制程的概念了。
5 t3 X) Z0 j& M' O; A在数学上，纳米是 0.000000001 公尺
% r9 j' x% v: q
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，
7 ]1 f0 k( W+ \+ X9 M" v7 y# ]1 U
% G5 U7 x* w" l* Y; i, u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。

封装方式：
1. Dual Inline Package；DIP 双排直立式封装
' K  M2 C$ D, V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。
散热效果差，无法满足先行高速芯片的要求。
) }/ ^' x  h, a! K0 e- n2 Z

常见于电动玩具

Ball Grid Array, BGA 球格阵列封装

' r6 N2 n1 n4 J, R" f' C可容纳更多的金属接脚。 成本高连接方法较复杂。

( J9 t' o- i# J常见于电脑CPU

% f# {& ^4 p' d/ G/ c$ M; e2 F一些其他概念
Wafer - 晶圆， 可以想象成一些尺寸大小不同的圆形玻璃片。

对Wafer切割，就成了Die, die 经过封装成Chip.

& Y; Q' Q4 R( |4 m$ NSoC - System On Chip
9 B& k& g- e6 p8 y- z2 `' \SiP - System In Package
' ~6 T4 r0 n# k$ a  o
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。

0 k' Q5 _" h" i# nSiP: 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。