集成電路科普

A. 誰能科普一下集成塊是怎麼製造出來的

簡單說一下吧。並譽賀集成電路就是在一個很小的空間里集成的制虛瞎造了很多（幾十萬到幾百億）個電子元件的電路。其基本原理是利用在單晶硅上面擴散不同的雜質，使之具有不同的性質，一層一層疊合、連接成所需的電路和元件。具體講，先按照功能設計電路，再按照電路設計實際元件位置和大小，這個圖紙很大，然後拍照縮小，有時要縮小幾次；每層都如此縮小，製作時，為了降低成本，同時製造許多個（幾千到幾萬個）。先製造單晶硅，再在單晶硅平面上塗一層「光致抗蝕劑」，將拍好的電路照片覆蓋上，用特定的光照射，底片上透明部分透光，因此底下的抗蝕劑便抗腐蝕，其它地方不抗腐蝕，照完後，用酸性液體將不抗腐蝕的部分腐蝕掉，然後進擴散爐擴散，腐蝕掉的部分便被擴散上雜質，有抗蝕劑的部分則沒有被擴散上雜質。如此，一層一層按照設計需要，在不同位置擴散上不同形狀、大小的雜質。從而形成不同的元器件，並進而構成不同的電路。最後，還要切割、測試、封裝。焊接引線等。就成為集成電路的半成品了。最絕派終，還必須老化、再多次測試後，合格的方能出廠。

B. 猛擎科普：繼碳基晶元之後，華為轉向光子晶元

碳基晶元來了，彎道超車！

光子晶元來了，彎道超車！

似乎蘋果三星已經被按在地上摩擦，淪為了過去式的老爺車。

近日，有人提到，關於中國科研人員研發的光子晶元，如果能成功，那麼將可以應用於華為。而相關人士透露，這主要是因為首個軌道角動量的波導光子晶元被其研發出來，進一步實現光子OAM（軌道角動量）能在波導中近乎無損的有效傳輸，且就此申請專利。

手機的晶元

一般情況下，晶元工藝的製作是從設計研發，到生產，再到封測三大階段。後兩者還需要用到我們常說的光刻機，這也是製作環節的硬核。它的工作原理類似相片曝光，利用具光線的曝光將掩膜版中的圖形紋理給印在矽片上。

所以我們先了解下常見晶元，手機晶元（chip）都是硅材質，且大多採用單晶硅。晶圓（Wafer）就是半導體載體的硅晶片，在該晶圓體中每個小點的單體晶片則是裸片（Die）。

設計晶元時，需要使用EDA方式

即通過CAD軟體採用EDA方式實現集成晶元的設計，而設計如果無法做好，則不能達到集成效果，只能算是強硬的拼接。

而手機廠在設計中，要將這一系列的晶元組合在一起，怎麼說呢？由於為了不佔據空間，採用的ARM（英國一家設計公司）精簡指令設計模板，如果單一的晶元，性能非常差。因此要將每個晶元集成起來，但此項技術是大部分企業沒有突破的，僅有蘋果，ARM，高通，三星等為數不多的企業能做到。

這就是為什麼蘋果的集成晶元性能好出那麼多，以及英特爾比AMD同nm級下，依然比ADM性能強大許多（AMD也是集成，但是沒有英特爾做得更好）。其他的企業，一般都是把晶元黏貼在一起組裝的，並非做到了集成。

集成晶元是由哪些晶元構成的呢？

一、CPU（即中央處理器），它會在手機或者電腦中進行計算，相當於核心大腦。

二、GPU（即圖形處理器），用於顯示圖形工作處理，目前手機中大多為3D的GPU，間接的給CPU減負，也是除CPU外最核心的一塊晶元了。

三、NPU（即神經網路晶元），主要負責視頻，圖像等多媒體數據處理。

四、MCU（即單片微型計算機，擴容晶元），將CPU的頻率跟規格縮減，另一個作用是把運行內存等元件統一的整合在單一晶元中。

五、ASIC（即定製集成電路），將所有元器件集成在電路中，相當於我們常說的電路板，可根據客戶設計單獨定製。

六、DSP（即數字信號晶元），利用硬體乘法器，來達到對各種數字信號處理的計算工作。

七、FPGA（即半定製電路），是設計可調控，生產即固定的可編程器，彌補定製電路不足與編程器電路數缺陷。

八、SOC（即可定製晶元），屬於系統級別，常見的有可用於視頻電話等方面（但在國外，其功能遠遠不止於此），也可以包含CPU、GPU等等。因為具備復雜指令的IP核，加上定製化，導致功能非常多。這個產品的技術含量極高，很少有企業能做出來，目前我國的企業都倒在了這里。SOC晶元是未來手機最主要的發展方向，因為其運行能力遠強於其他晶元。

九、BIOS（輸入輸出晶元），在啟動後，對硬體檢測與初始化功能。屬於只讀存儲器，不供電情況下也可以保留數據。

十、CMOS（臨時存儲器），保留BIOS中的設置信息及系統時間，日期等，臨時存儲器，斷電後數據丟失。

十一、DRAM（即動態隨機存取存儲器），短時間保留數據，需要定時刷新。

十二、NAND（即快閃記憶體），它的存儲數據不易丟失，斷電後依舊可以保留數據，提升了存儲容量，一般保障重要數據。

十三、SRAM（即靜態隨機存取存儲器），與DRAM相反，不刷新可保留數據，不過斷電後依然數據丟失。

十四、ROM（只讀存儲器），斷不斷電都可以保留數據，雖然不是硬碟，但功能類似於電腦硬碟。

十五、IC（電源開關晶元），顧名思義按鍵開關後，該晶元帶動電源。

十六、LED（發光晶元），手機信號燈一閃一閃的，有時候綠色有時候橙色，就是這個晶元在搗鬼，當然除此之外，還負責照明技術。

十七、CIS（感測器晶元），需要配合CIS感測器，兩者聯通點對點收發，如攝像頭至CIS晶元的圖像處理等。

十八、永久晶元（別名列印機晶元），因為屬於壟斷型晶元，所以很多人不知道，但類似於北斗，大多軍用。壽命長，無差別工作。

十九、M晶元（視頻監控晶元），在國內屬於被壟斷領域，由三大企業掌控，據說國外的該晶元性能更好一些，但一直無法進入市場。

二十、航天晶元，被壟斷行業，倒是有一家民企，未來或許會國企改革。

二十一、北斗晶元，具備基帶晶元，RF射頻晶元及微處理器的晶元組，國內壟斷企業。

二十二、載波晶元，電力網路收發器，具體參數不詳，壟斷行業。

當然晶元的種類有很多，還有物聯網，AI（人工智慧，甚至是互交功能），RFID（視頻識別），雷達，網卡等晶元。手機的設計商們，需要把以上核心的晶元集成在一起，才能最大化性能。

光子晶元是什麼原理？

單光子晶元由英特爾和美國加州大學共同研製，把原本具備發光屬性的磷化銦，跟硅的光路融合至單個混合晶元里。於是在增加電壓後，磷化銦的光，便會沖進硅體晶片中的波導，從而產生持續的激光束，最終由這種激光束來驅動手機晶元上的器件。

同樣的原理在光纖中早已上演，不過其導體為玻璃或塑料。

我們的軌道角動量波導光子晶元，是將以上光在通過波導內以後，能夠高效高保真地傳輸低階OAM模式，傳輸效率約為60%。此外，三比特中那「高維量子比特（qutrit）」態，也比硅導體的雙比特「量子比特（qubit）」態要好，該波導確實有可能對高維量子態擁有操控和傳輸的能力。

光子晶元VS硅晶元

事實上，電流傳播速度大約等光速，為3 10^8m/s。光子晶元速度比硅晶元提高50倍，功耗卻只有其1%，確實能夠極大壓縮成本。

那麼光子晶元是否可以實現

但是，根據目前的研究表明，仍然無法讓OAM存在於晶元內部。這一方面是由於生產設備問題，另外一方面，則是 傳輸中，無法掌握具體數據。以及由於扭曲光本身是自旋波導，加上螺旋形波陣的反沖，導致最後沒有找到合適的位置。

不過磷化銦會致癌，屬於2A類呼吸級致癌物，當然主要原因還是技術層面的問題。曾經英特爾就表示，此項技術依然需要很久，至少不是目前（十年內）可以做到的，當然等可以研發出的那天，標志著硅光子晶元成本的壓縮。

超車的方向很重要

常常有人說就算我們研發了5nm晶元或者光刻機，但是西方 科技 肯定更領先，絕對不能在一棵樹上弔死，要彎道超車雲雲。

其實這是需要有一定的知識儲備或者說基礎才行，如果在條件未充足的情況下，那麼就像一輛三輪車想以60碼速度超過 汽車 ，在彎道上就會翻車，沒什麼可以繼續老話長談的。甚至在晶元領域，我們什麼都沒有，研發，生產，設備等等，這就更應該扎實基礎。

哪怕要彎道超車，也選擇我們較有優勢的領域，超到全球一流或者頂級，這個可能性總比晶元來的高。不知道樓下的讀者們，是怎麼認為的呢？

C. 公需課培訓屬於省機培訓還是地市機培訓

屬於地市機培訓。
公需科目是專業技術人員繼續教育的重要內容，包括專業技術人員應當普遍掌握的法律法規、理論政策、職業道德、技術信息等基本知識。開展專業技術人員公需科清談目繼續教育，是做好專業技術人員繼續教育工作的重要方面，有利於專業技術人員優檔坦化知識結構、拓寬眼界視野、提高科學人文等綜合素質。全省行政區域內的國家答蠢碰機關、企業、事業單位以及社會團體等組織的專業技術人員，均應參加繼續教育公需科目學習培訓。
根據黨的十九屆五中全會精神、國家和我省重大戰略以及專業技術人員需普遍掌握的相關基本知識等，經專家論證，2021—2022年度繼續教育公需科目培訓採取「3+1」的模式開展，即3個必修主題和1個選修主題。其中，3個必修主題為：成渝地區雙城經濟圈建設政策解讀、國省《「十四五」規劃綱要》全面解析、《民法典》解讀及法治思維能力建設；
1個選修主題為：量子信息、集成電路技術科普。
各級人力資源社會保障部門和相關行業主管部門要充分認識開展公需科目學習培訓的重要意義，積極謀劃，認真部署，扎實做好公需科目繼續教育的基礎性工作。

D. 求科普這是什麼樣的集成電路

這叫御顫豎軟封裝IC，常洞返用於電子表、音樂IC、語音IC、電話機、等等。不可編程，出廠時固化好的鎮大。

E. 集成顯卡在主板的什麼位置

集成顯卡一般集成在主板的北橋晶元上，見下圖：

1. 集成的顯卡一般不帶有顯存，使用系統的一部分掘手主內存作為顯存，具體的數量一般是系統根據需要自動動態調整的。

2. 集成顯卡判衫嫌，由主板北橋晶元集成了顯示卡晶元的主板稱為整合主板，該北橋集成的顯示卡晶元為集成顯卡的核心，該核心和顯存組成了塌培集成顯卡。
   

F. 晶元的種類大家都了解多少呀

有三大晶元功能種類：處理器，記憶，特定功能。
5.1處理器。處理器又可從其應用范圍細分為通用處理器，嵌入處理器，數字信號
處理器，數學輔助處理器。大部分處理器都具有用戶編程性。

G. 科普文：晶元的製造過程

一、根據晶元上集成的微電子前跡器件褲簡的數量，集成電路（晶元）分為以下六類：小型集成電路，中型集成電路，大規模集成電路，超大規模集成電路，極大規模集成電路，GLSI等。

最先進的集成電路是微處理器或多核處理器的核心。

根據電路特點，集成電路分為模擬集成電路、數字集成電路和混合信號集成電路。

半導體集成電路工藝，包括以下步驟：光刻，刻蝕，薄膜（化學氣相沉積或物理氣相沉積），摻雜（熱擴散或離子注入），化學機械平坦化CMP。

二、晶元製造如同蓋房子，以晶圓作為地基，層層往上疊。沒有設計圖，擁有再強製造能力都沒有用，因此晶元設計師很重要。

在IC生產流程中，IC多由專業IC設計公司進行規劃、設計，比如聯發科、高通、Intel等。IC設計中，最重要的步驟就是規格制定。類比蓋房子，先要決定要幾間房子，有什麼建築法規要遵守，在確定好所有功能後再進行設計，這樣才能免去後續多次修改的麻煩。

規格制定的第一步便是確定IC的目的、效能為何，對大方向做設定。接著是察看胡悔褲有哪些協定需要遵守，比如無線網卡的晶元就需要符合IEEE 802.11規范，不然，就無法與市面上其他設備連線。最後確定IC的製作方法，將不同歐冠功能分配成不同單元，並確立不同單元間連接的方法，如此便完成規格的制定。

接著便是設計晶元的細節，就先初步記下建築的規畫，將整體輪廓描繪出來，方便後續制圖。在IC 晶元中，使用硬體描述語言（HDL）將電路描寫出來，常使用的HDL有Verilog、VHDL等，使用程式碼可輕易的將IC功能表達出來。

有了完整規畫後，接下來便是畫出平面設計藍圖。在IC設計中，邏輯合成便是將確定無誤的HDL code，放入電子設計自動化工具（EDA tool），讓電腦將HDL code轉換成邏輯電路，並反復修改至無誤。

最後，將合成的程式碼再放入另一套EDA tool，進行電路布局和繞線。

參考文章：晶元到底是什麼？https://blog.csdn.net/fuli911/article/details/116740481?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522162415509316780274192768%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334..%2522%257D&request_id=162415509316780274192768&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~top_click~default-2-116740481.first_rank_v2_pc_rank_v29&utm_term=%E8%8A%AF%E7%89%87&spm=1018.2226.3001.4187

H. 集成電路怎樣使用

概述  集成電路是一種採用特殊工藝，將晶體管、電阻、電容等元件集成在硅基片上而形成的具有一定功能的器件，英文為縮寫為IC，也俗稱晶元。集成電路是六十年代出現的，當時只集成了十幾個元器件。 後來集成度越來越高，也有了今天的P－III。

  集成電路根據不同的功能用途分為模擬和數字兩大派別，而具體功能更是數不勝數，其應用遍及人類生活的方方面面。集成電路根據內部的集成度分為大規模中規模小規模三類。其封裝又有許多形式。「雙列直插」和「單列直插」的最為常見。消費類電子產品中用軟封裝的IC，精密產品中用貼片封裝的IC等。

對於CMOS型IC，特別要注意防止靜電擊穿IC，最好也不要用未接地的電烙鐵焊接。使用IC也要注意其參數，如 工作電壓，散熱等。數字IC多用＋5V的工作電

集成電路介紹
  集成電路IC是封在單個封裝件中的一組互連電路。裝在陶瓷襯底上的分立元件或電路有時還和單個集成電路連在一起，稱為混合集成電路。把全部元件和電路成型在單片晶體硅材料

使用TTL集成電路與CMOS集成電路的注意事項
  （1）使用TTL集成電路注意事項
  ①TTL集成電路的電源電壓不能高於＋5.5V使用時，不能將電源與地顛倒錯接，否則將會因為過大電流而造成器件損壞。
  ②電路的各輸入端不能直接與高於＋5.5V和低於-0.5V的低內阻電源連接，因為低內阻電源能提供較大的電流，導致器件過熱而燒壞。
  ③除三態和集電極開路的電路外，輸出端不允許並聯使用。如果將 圖T306雙列直插集電極開路的門電路輸出端並聯使用而使電路具有線與功能時，應在其輸出端加一個預先計算好的上拉負載電阻到VCC端。
  ④輸出端不允許與電源或地短路。否則可能造成器件損壞。但可以通過電阻與地相連，提高輸出電平。
  ⑤在電源接通時，不要移動或插入集成電路，因為電流的沖擊可能會造成其永久性損壞。
  ⑥多餘的輸入端最好不要懸空。雖然懸空相當於高電平，並不影響與非門的邏輯功能，但懸空容易受干擾，有時會造成電路的誤動作，在時序電路中表現更為明顯。因此，多餘輸入端一般不採用懸空辦法，而是根據需要處理。例如：與門、與非門的多餘輸入端可直接接到VCC上；也可將不同的輸入端通過一個公用電阻（幾千歐）連到VCC上；或將多餘的輸入端和使用端井聯。不用的或門和或非門等器件的所有輸入端接地，也可將它們的輸出端連到不使用的與門輸入端上。

I. 缺芯又漲價一顆晶元背後的隱秘故事

[汽車之家行業]?一顆小晶元怎麼就讓整個汽車行業翻起巨大波瀾？據媒體報道，因晶元短缺，導致ESP（電子穩定程序系統）和ECU(電子控制單元)兩大模塊無法生產，南北大眾陷入停產風波，僅12月份就有超百萬輛產能受影響。

然而，我國車用晶元與國際先進水平存在2-5代的差距，要想迎頭趕上，並非一朝一夕之功。正如賽迪顧問集成電路產業研究中心總經理滕冉所言，國內在自動駕駛、車規感測器、車規功率器件、車規利基存儲器等領域涌現出一批優秀晶元企業，但是我們起步較晚，技術和市場積累較少，我國汽車半導體產業還處於起步發展階段。

編輯總結：唯有自立方能打破「缺芯」魔咒

大眾停產風波的背後，有一個深層次的現實，便是國產晶元產業的孱弱。晶元供應短缺同時迎來漲價，除了市場規律之外，背後暗藏著話語權的問題。因為，我們核心技術被「卡脖子」，所以議價權不夠。中國晶元崛起，會是在什麼時候？我們希望這一天盡早到來，只有實現自主供應，才有可能徹底解決「缺芯」之痛。（文/汽車之家李爭光）

J. 我國前十位集成電路製造企業都是哪家公司，求科普=。=

製造業最大的應該是中芯國際（SMIC）吧，此外有宏力、華力、華宏、上華等等