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芯片由什么制成 其工作原理是什么

汽車玩家 ? 來源:織夢(mèng)財(cái)經(jīng)、時(shí)間財(cái)富網(wǎng)、 ? 作者:織夢(mèng)財(cái)經(jīng)、時(shí)間財(cái) ? 2022-01-01 11:45 ? 次閱讀
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芯片主要由硅材料制成,其大小僅有手指甲的一半;一個(gè)芯片是由幾百個(gè)微電路連接在一起的,體積很小,在芯片上布滿了產(chǎn)生脈沖電流的微電路;它是微電子技術(shù)的主要產(chǎn)品。集成電路芯片是包括一硅基板、至少一電路、一固定封環(huán)、一接地環(huán)及至少一防護(hù)環(huán)的電子元件。

芯片的的作用其實(shí)可以很廣泛,它不止可以被安裝到我們平常使用的電腦里,它的作用其實(shí)是非常廣闊的,在我們平常的生活里其實(shí)到處都有芯片,它在我們的手機(jī)里存在著;在電視機(jī)里;在空調(diào)里;在熱水器里;遙控器這個(gè)小東西也是離不開它的。芯片在我們的生活里處處可見,沒了芯片的生活里可以說是沒了科技,它是一個(gè)電器里面的靈魂。

芯片的工作原理是將電路制造在半導(dǎo)體芯片表面上從而進(jìn)行運(yùn)算與處理的。

硅是地殼內(nèi)第二豐富的元素,而脫氧后的沙子,尤其是石英,最多包含25%的硅元素,以二氧化硅的形式存在,這也是半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。

首先進(jìn)行的是硅熔煉:12英寸/300毫米晶圓級(jí),通過多步凈化得到可用于半導(dǎo)體知道質(zhì)量的硅,學(xué)名電子級(jí)硅,平均每一百萬個(gè)硅原子中最多只有一個(gè)雜質(zhì)原子。最后得到單晶硅錠:整體基本呈圓柱形,重約100千克,硅純度 99.9999%。

硅錠切割:橫向切割成圓形的單個(gè)硅片,也就是我們常說的晶圓 。切割出的是晶圓經(jīng)過拋光后變得幾乎完美無瑕,表面甚至可以當(dāng)鏡子。沙子的使命才得以結(jié)束,剩下的經(jīng)過復(fù)雜的技術(shù)加工后才能形成芯片。

硅儲(chǔ)量極為豐富,在地殼中,氧元素占到了49.4%,硅則憑借構(gòu)成地殼總質(zhì)量的26.4%,成為了第二豐富的元素。想象一下,把地球的三分之一拿來做芯片,恐怕是做到天荒地老也用不完啊。所以根本不用擔(dān)心造芯片會(huì)把硅用光。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈可以大致分為設(shè)備、材料、設(shè)計(jì)等上游環(huán)節(jié)、中游晶圓制造,以及下游封裝測(cè)試等三個(gè)主要環(huán)節(jié)。半導(dǎo)體材料是產(chǎn)業(yè)鏈上游環(huán)節(jié)中非常重要的一環(huán),在芯片的生產(chǎn)制造中起到關(guān)鍵性的作用。根據(jù)半導(dǎo)體芯片制造過程,一般可以把半導(dǎo)體材料分為基體、制造、封裝等三大材料,其中基體材料主要是用來制造硅晶圓半導(dǎo)體或者化合物半導(dǎo)體,制造材料則主要是將硅晶圓或者化合物半導(dǎo)體加工成芯片的過程中所需的各類材料,封裝材料則是將制得的芯片封裝切割過程中所用到的材料。

當(dāng)時(shí)的電子管計(jì)算機(jī)太過笨重,重達(dá)30噸,占地170平方米,一小時(shí)耗電量差不多等于現(xiàn)在中國(guó)城市家庭小半個(gè)月的用量。所以為了改善這種局面,才研發(fā)了晶體管計(jì)算機(jī),也就是我們現(xiàn)在所用的芯片的前身技術(shù),而硅正是因?yàn)閮?chǔ)量大、性質(zhì)穩(wěn)定才成為了做芯片的主要原材料。但是想要把隨處可見的沙子變成芯片,卻是一個(gè)極其復(fù)雜的工程,像是現(xiàn)在華為被美國(guó)制裁,高端芯片就難以為繼。

高純的單晶硅是重要的半導(dǎo)體材料。在單晶硅中摻入微量的第IIIA族元素,形成p型硅半導(dǎo)體;摻入微量的第VA族元素,形成n型半導(dǎo)體。p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體結(jié)合在一起形成p-n結(jié),就可做成太陽(yáng)能電池,將輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋T陂_發(fā)能源方面是一種很有前途的材料。

文章整合自:織夢(mèng)財(cái)經(jīng)、時(shí)間財(cái)富網(wǎng)、數(shù)碼大本營(yíng)

審核編輯:鄢孟繁

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