晶片相關介紹—— 一文打盡基本概念

IC 概念

IC - Integrated Citcuit 積體電路. 也翻譯成積體電路。
百科的解釋是：
是一種微型電子器件或部件。採用一定的工藝，把一個電路中所需的電晶體、電阻、電容和電感等元件及佈線互連一起，製作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上，然後封裝在一個管殼內，成為具有所需電路功能的微型結構

晶片終端產品的研發生產流程

比如手機，一般的流程如下：
- 晶片公司設計晶片
- 晶片代工廠生產晶片
- 封測廠進行封裝測試
- 整機商採購晶片用於整機生產

晶片本身的研發生產過程

縮小一下範圍，晶片本身的研發生產的主要過程包括：
1. 設計應用系統， 主要考慮如下部分：
晶片功能和效能指標的要求
功能整合還是外部實現
晶片工藝以及工藝平臺
管腳數量
封裝形式

1. 系統開發和原型驗證
   數字系統
   模擬晶片

2. 晶片版圖設計實現
   數字後端與模擬版圖拼接

3. 生成GDS檔案，交給代工廠。- tapeout
   像流水線一樣通過一系列工藝步驟製造晶片，這就是流片
   在積體電路設計領域，“流片”指的是“試生產”，就是說設計完電路以後，先生產幾片幾十片，供測試用。如果測試通過，就照著這個樣子開始大規模生產了

4. 製版

5. 晶片加工

6. 晶圓測試

7. 封裝
   減薄、貼膜、劃片、粘片、打線、注塑、切金、烘乾、鍍錫等

8. 成測

以上的9個過程切分程1-4， 5-9兩個階段， 對應到的是兩類不同的晶片生產商，這個後面會再介紹。 隨便提一下，只進行晶片設計的企業，這樣的企業叫做Fabless， 其主要的工作流程也就是1-4。 以下再展開來說。

晶片設計過程與步驟

晶片設計的主要過程如下圖：

1. 訂定目標
2. 設計晶片
   使用硬體描述語言(HDL),像Verilog,VHDL等
3. 邏輯合成
   將HDL Code放入電子設計自動化工具(EDA tool), 轉換成邏輯電路，產生電路圖
   
4. 電路佈局與繞線
   
   使用另一套EDA tool.
   不同的顏色代表著一張光罩。

下圖中， 左邊是經過電路佈局與繞線後形成的電路圖，不同顏色代表一張光罩。右邊是每張光罩攤開的樣子。

晶片供應商

1. IDM : 集晶片設計、製造、封裝和測試等多個產業鏈環節與一身的企業。
   如： Intel, 三星，IBM

2. Fabless: 沒有晶片加工廠的晶片供應商。相關的業務外包給專業生產製造廠商：
   如高通、博通、聯發科

與Fabless對應的是 Foundry（晶圓代工廠）和封測廠。承接Fabless的生產和封裝測試任務。
典型的Foundry： 臺積電(TSMC)、格羅方德、中芯國際、臺聯電
封測廠： 日月光， 江蘇長電等

製程與封裝

最常聽見的就是奈米制程的概念了。
在數學上，奈米是 0.000000001 公尺

奈米制程是什麼，以 14 奈米為例，其製程是指在晶片中，線最小可以做到 14 奈米的尺寸，

縮小製程的用意，縮小電晶體的最主要目的，就是可以在更小的晶片中塞入更多的電晶體，讓晶片不會因技術提升而變得更大；其次，可以增加處理器的運算效率；再者，減少體積也可以降低耗電量；最後，晶片體積縮小後，更容易塞入行動裝置中，滿足未來輕薄化的需求。

封裝方式：
1. Dual Inline Package；DIP 雙排直立式封裝
最早採用的IC封裝技術， 成本低廉， 適合小型且不需接太多線的晶片。
散熱效果差，無法滿足先行高速晶片的要求。

常見於電動玩具

1. Ball Grid Array, BGA 球格陣列封裝

可容納更多的金屬接腳。 成本高連線方法較複雜。

常見於電腦CPU

一些其他概念

Wafer - 晶圓， 可以想象成一些尺寸大小不同的圓形玻璃片。

對Wafer切割，就成了Die, die 經過封裝成Chip.

SoC - System On Chip
SiP - System In Package

Soc : 將原本不同功能的IC,整合在一顆晶片中。可以縮小體積， 縮小不同IC間的距離。 提升晶片的計算速度。

SiP: 購買各家的IC， 一次性封裝這些IC. Apple Watch.