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。
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
/ n; m# \/ g! K- T( _2 y1 }
' ?; m1 `4 J9 J/ A0 l芯片终端产品的研发生产流程
比如手机，一般的流程如下：
2 `- J3 V# }+ I7 ^- 芯片公司设计芯片
3 Q1 p; @5 ~$ d% ^+ h- 芯片代工厂生产芯片
6 L% G6 F" y7 `5 v  w. U- D! h- 封测厂进行封装测试
; s, P- h  }; q6 {3 d7 ?+ _- 整机商采购芯片用于整机生产
' j& U, Y( m! ^0 @5 E2 p* O
5 b4 J" Z6 c3 a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：
& Z+ l) o, y: X% ]0 l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
- B- M& e3 y' I6 f" D管脚数量
1 d* c8 `$ K( z. i# v& w封装形式

0 u! {+ b4 b( `. y1 w; Y2 l系统开发和原型验证
; A8 C) o# r5 h+ n% B1 j/ V' l& t数字系统
模拟芯片

芯片版图设计实现
数字后端与模拟版图拼接

生成GDS文件，交给代工厂。- tapeout
; V4 A& Y3 P7 x) ]9 k3 n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
7 B: H" a  @6 n, Y7 z4 Q
3 g$ ^2 |( {7 l  j" N  z* [; D3 Z4 n制版

3 b2 {0 H+ ^& [' \0 x$ n6 e4 E0 M晶片加工
; i( i! ~- G/ c; `
晶圆测试
- ]. j1 P7 S  G# ~# X# A3 C/ A
2 \  A  F: N: I  [9 d, @5 i' n封装
; Q$ s0 m1 i1 ~减薄、贴膜、划片、粘片、打线、注塑、切金、烘干、镀锡等

+ z0 M. t0 m- }$ H成测

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。

芯片设计过程与步骤
7 C2 J4 b, O$ W3 X' l9 _) b芯片设计的主要过程如下图：

订定目标
设计芯片
9 v0 x( c1 h* j: f& ^使用硬体描述语言(HDL),像Verilog,VHDL等
6 u/ b* D/ x( T# @% ?1 m- D* N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 f* T! k$ ]& D  O# S. r! F+ H8 f

电路布局与绕线
: N3 P' @) F: D1 L8 c

使用另一套EDA tool.
: R) Y) x2 ^  e# e! ]1 Q" @$ r5 E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! R0 r+ y  |/ q

) M) o" p3 G. G8 S$ I$ |4 @; e芯片供应商
$ a) X6 r/ @" L& J, CIDM : 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。
& W6 {: E  V% x7 A' n; d1 \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
! E; A) g' p, ?/ n2 |% N  k
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
0 E# O' x/ ]$ E( d1 \封测厂： 日月光， 江苏长电等

制程与封装
# Q! K7 k5 L3 J. o; o, g7 P最常听见的就是纳米制程的概念了。
在数学上，纳米是 0.000000001 公尺

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，
6 \& c* }" }1 p' W6 l
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。
6 D* L& b7 B5 d: T5 n
封装方式：
5 z  \/ l4 [3 S6 U% R  q1. 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。
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
0 ~; @9 m; T* n, r; U
Ball Grid Array, BGA 球格阵列封装
& P2 c# g9 ~4 {

2 P# u7 v- G6 f2 w) B可容纳更多的金属接脚。 成本高连接方法较复杂。

$ L: W: N8 V* D8 o' _$ P常见于电脑CPU
5 L* R) v( h" e/ M5 V9 {- ~
一些其他概念
2 w; }* _  R" N# N0 D8 S! \$ KWafer - 晶圆， 可以想象成一些尺寸大小不同的圆形玻璃片。
" L* E, E9 M+ T6 y
/ F5 j* F/ y; a8 H4 }对Wafer切割，就成了Die, die 经过封装成Chip.
1 R1 ^, V3 ]- i- m$ }5 \0 q
$ v$ ^, a( Z) f# }. g6 d! ASoC - System On Chip
; `/ `5 l( A# l, d, z. USiP - System In Package
# A" @: a/ `, o# L
. P, C1 E# y- |% R/ wSoc : 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。
: t0 }& B9 I/ S+ q
SiP: 购买各家的IC， 一次性封装这些IC. Apple Watch.
+ ?. [7 t% E: R- Y: c( F
7 [* y3 Y5 D$ X* w4 b# C
4 d+ F, E) t1 J8 i- I9 v' M

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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。