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電子行業(yè)人士對(duì)芯片封裝都非常熟悉，甚至是非常專業(yè)。但是你知道芯片到底是什么嗎？它到底是怎么樣產(chǎn)生的呢？在這里你只需要花三分鐘的時(shí)間就能全部了解啦！ 什么是芯片？看下圖： 
如果銀河系是電子產(chǎn)品，那么地球就是一個(gè)芯片，它實(shí)際上是一個(gè)帶有集成電路（芯易網(wǎng)）的硅片。 芯片復(fù)雜的生產(chǎn)設(shè)計(jì)流程 芯片的生產(chǎn)設(shè)計(jì)流程比較復(fù)雜，簡(jiǎn)單來說就像拿積木“砌”房子：以晶圓為地基，再?gòu)倪@個(gè)基礎(chǔ)上層層疊高。當(dāng)然，和蓋房子一樣，要制造芯片首先得有設(shè)計(jì)圖，這就要看IC設(shè)計(jì)師的功力了（類似于建筑工程師）。因此，IC芯片的質(zhì)量也大部分依賴于IC設(shè)計(jì)工程師的技術(shù) 。 通常，IC設(shè)計(jì)工程師設(shè)計(jì)芯片會(huì)將流程簡(jiǎn)單分為以下部分：
在電子行業(yè)內(nèi)，除了高通、Intel、聯(lián)發(fā)科等少數(shù)幾個(gè)大廠，是自行設(shè)計(jì)IC芯片，其余大部分的中下游廠商IC設(shè)計(jì)都是外包（打包給專業(yè)的IC設(shè)計(jì)公司/團(tuán)隊(duì)）。 設(shè)計(jì)步驟一：目標(biāo)制定 制定目標(biāo)是IC設(shè)計(jì)中最重要的一步。它是確定芯片的大概框架，比如在建房子的時(shí)候，規(guī)劃好房間、廚房、陽(yáng)臺(tái)、衛(wèi)浴等等；在確定好之后才能進(jìn)行下一步的設(shè)計(jì)，這也保證了在后續(xù)的工作中減少額外的修改時(shí)間。 芯片的大方向設(shè)定包括IC要用來做什么、能效怎么樣等，還要了解符合哪些協(xié)定（比如無線網(wǎng)卡的芯片就需要IEEE802.11協(xié)議），否則就很難和其他設(shè)備兼容。最后才是確定這顆芯片的功能用法，分別把功能分配到適合的單元上，并確立單元之間的連結(jié)方法，這樣規(guī)格的制定就算完成啦。 上面的準(zhǔn)備工作完成后，接下來就是IC設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)部分—畫圖。就像建筑的設(shè)計(jì)圖一樣，把整體思路通過圖片描繪（輪廓）出來。要把電路描寫出來就要用到HDL（硬體描述語(yǔ)言，比如VHDL、Verilog等），就這樣，IC芯片的功能就被程式碼輕易地表達(dá)出來。
緊接著，程式功能需要檢查（正確性），并持續(xù)修改，直到其功能滿足設(shè)計(jì)者們的期望值。 設(shè)計(jì)步驟二：畫出芯片設(shè)計(jì)藍(lán)圖 規(guī)劃完成后，就到了畫出設(shè)計(jì)藍(lán)圖。首先要進(jìn)行邏輯合成：把確定正確性的HDL code放入EDA tool（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具）里面，轉(zhuǎn)化成邏輯電路（如下圖）。然后確定這里的邏輯閘設(shè)計(jì)圖是不是符合規(guī)格，如果不符合就修改直至正確為止。
合成完成后，將程式碼放進(jìn)另一套電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具（EDA tool）里面，進(jìn)行place and route（電路布局與繞線）。在檢測(cè)的過程中，里面的電路圖會(huì)出現(xiàn)黃、藍(lán)、綠中帶點(diǎn)紅的顯像；這是設(shè)備出問題了嗎？不，這些顏色都各自代表著一張光罩。
光罩層層疊起，組成一顆芯片 一顆芯片里面包含了很多張的光罩，這些光罩層層疊加，處于不同位置的光罩有屬于自己的“使命”。以一組比較簡(jiǎn)單的元件CMOS（如下圖）為例，CMOS全名為Complementary metal–oxide–semiconductor（互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體），是將PMOS和NMOS合成的。從這個(gè)CMOS的平面藍(lán)圖可以看出，右邊從底層開始，依照上面提到的芯片設(shè)計(jì)制作的方法逐一制作而成（左邊圖），這就是最后我們看到的最終結(jié)果—芯片。
對(duì)于IC芯片的設(shè)計(jì)介紹，就到此為止，相信大家都有了初步的了解。總的來說IC設(shè)計(jì)制造是一項(xiàng)非常專業(yè)的工作，其每一個(gè)步驟都能成為一門或多門獨(dú)立的學(xué)科。 |
