隨著電子技術(shù)的發(fā)展及各種電器的普及,集成電路的應(yīng)用越來越廣,大到飛入太空的“神州五號(hào)”,小到我們身邊的電子手表,里面都有我們下面將要說到的集成電路。 我們將各種電子元器件以相互聯(lián)系的狀態(tài)集成到半導(dǎo)體材料(主要是硅)或者絕緣體材料薄層片子上,再用一個(gè)管殼將其封裝起來,構(gòu)成一個(gè)完整的、具有一定功能的電路或系統(tǒng)。這種有一定功能的電路或系統(tǒng)就是集成電路了。就像人體由不同器官組成,各個(gè)器官各司其能而又相輔相成,少掉任何一部分都不能完整地工作一樣。任何一個(gè)集成電路要工作就必須具有接收信號(hào)的輸入端口、發(fā)送信號(hào)的輸出端口以及對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理的控制電路。輸入、輸出(I/O)端口簡單的說就是我們經(jīng)常看到的插口或者插頭,而控制電路是看不到的,這是集成電路制造廠在凈化間里制造出來的。如果將集成電路按集成度高低分類,可以分為小規(guī)模(SSI)、中規(guī)模(MSI)、大規(guī)模(LSI)和超大規(guī)模(VLSI)。近年來出現(xiàn)的特大規(guī)模集成電路(UISI),以小于1um為最小的設(shè)計(jì)尺寸,這樣將在每個(gè)片子上有一千萬到一億個(gè)元件。
集成電路是怎樣設(shè)計(jì)的?對(duì)于“設(shè)計(jì)”這個(gè)詞,大家肯定不會(huì)感到陌生。在修建三峽水電站之前,我們首先要根據(jù)地理位置、水流緩急等情況把它在電腦上設(shè)計(jì)出來。制造集成電路同樣也要根據(jù)所需要電路的功能把它在電腦上設(shè)計(jì)出來。 集成電路設(shè)計(jì)簡單的說就是設(shè)計(jì)硬件電路。我們?cè)谧鋈魏问虑橹岸紩?huì)仔細(xì)地思考究竟怎么樣才能更好地完成這件事以達(dá)到我們預(yù)期的目的。我們需要一個(gè)安排、一個(gè)思路。設(shè)計(jì)集成電路時(shí),設(shè)計(jì)者首先根據(jù)對(duì)電路性能和功能的要求提出設(shè)計(jì)構(gòu)思。然后將這樣一個(gè)構(gòu)思逐步細(xì)化,利用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件實(shí)現(xiàn)具有這些性能和功能的集成電路。假如我們現(xiàn)在需要一個(gè)火警電路,當(dāng)室內(nèi)的溫度高于50℃就報(bào)警。設(shè)計(jì)者將按照我們的要求構(gòu)思,在計(jì)算機(jī)上利用軟件完成設(shè)計(jì)版圖并模擬測(cè)試。如果模擬測(cè)試成功,就可以說已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了我們所要的電路。集成電路設(shè)計(jì)一般可分為層次化設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)。層次化設(shè)計(jì)就是把復(fù)雜的系統(tǒng)簡化,分為一層一層的,這樣有利于發(fā)現(xiàn)并糾正錯(cuò)誤;結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)則是把復(fù)雜的系統(tǒng)分為可操作的幾個(gè)部分,允許一個(gè)設(shè)計(jì)者只設(shè)計(jì)其中一部分或更多,這樣其他設(shè)計(jì)者就可以利用他已經(jīng)設(shè)計(jì)好的部分,達(dá)到資源共享。
硅片制造 ;N#y+G2n)y$~;
我們知道許多電器中都有一些薄片,這些薄片在電器中發(fā)揮著重要的作用,它們都是以硅片為原材料制造出來的。硅片制造為芯片的生產(chǎn)提供了所需的硅片。那么硅片又是怎樣制造出來的呢?