芯(xin)(xin)片(pian)是(shi)半導體元件產品的(de)統稱(cheng),是(shi)集成電路(lu)的(de)載體,由晶圓分割而(er)成。可以將芯(xin)(xin)片(pian)劃分為功(gong)能芯(xin)(xin)片(pian)和(he)存儲芯(xin)(xin)片(pian),我們(men)常說的(de)電腦(nao)的(de)CPU和(he)手機CPU就是(shi)一種功(gong)能芯(xin)(xin)片(pian),存儲芯(xin)(xin)片(pian)又稱(cheng)電腦(nao)閃存即Flash這類。芯(xin)(xin)片(pian)就像是(shi)人類的(de)大腦(nao),隨著科(ke)技(ji)的(de)不斷發(fa)展,其重要性愈發(fa)突(tu)出。本期專題就讓我們(men)一起來了解下芯(xin)(xin)片(pian)的(de)相關知(zhi)識(shi)。
芯片,又稱微電路(microcircuit)、微芯片(microchip)、集成電路(英語:integrated circuit, IC)。是指內含集成電路的硅片,體積很小,常常是計算機或其他電子設備的一部分。
芯(xin)片(pian)內部都是半導體材料(liao),大部份都是硅材料(liao),里面的電容,電阻,二極管,三(san)極管都是用半導體做出來的。
芯片對于電器而言(yan)相當(dang)于人體(ti)大(da)腦一樣,它具有十分強(qiang)大(da)的運算、處理、協調(diao)能力。
芯片(pian)的工作原(yuan)理(li)是將電路制造在半導體(ti)芯片(pian)表(biao)面上從而進行(xing)運算與處理(li)。
1、根據(ju)晶(jing)體(ti)管工作方式分
數(shu)字芯片(pian)和(he)(he)模擬芯片(pian),數(shu)字芯片(pian)主要用于(yu)計算機和(he)(he)邏輯(ji)控制領域,模擬電路主要用于(yu)小(xiao)信號放(fang)大處理領域。
2、根(gen)據工藝分
雙極芯片和CMOS芯片。
3、根(gen)據(ju)規模分
超大規(gui)(gui)模,大規(gui)(gui)模,中規(gui)(gui)模,小規(gui)(gui)模幾(ji)類。
4、根據(ju)功率分
信號處理芯(xin)片(pian)和功(gong)率芯(xin)片(pian)兩類。
5、依據封(feng)裝分
直(zhi)插(cha)和表(biao)面貼裝兩類。
6、根據(ju)使用環境分(fen)
航天級芯片(pian),汽車級芯片(pian),工業級芯片(pian)和(he)商業級芯。
1、計算機芯片
如果把中央處理器(qi)CPU比喻為(wei)整個電(dian)腦系(xi)統的(de)(de)心臟(zang),那么(me)主(zhu)板(ban)上的(de)(de)芯片(pian)組就是整個身體的(de)(de)軀干。對于主(zhu)板(ban)而(er)言,芯片(pian)組幾乎決定了這塊主(zhu)板(ban)的(de)(de)功能(neng),進而(er)影響到整個電(dian)腦系(xi)統性(xing)能(neng)的(de)(de)發(fa)揮,芯片(pian)組是主(zhu)板(ban)的(de)(de)靈魂。
芯片(pian)組(zu)(Chipset)是(shi)主(zhu)板的(de)(de)核心組(zu)成(cheng)部分,按(an)照在(zai)主(zhu)板上的(de)(de)排列位置的(de)(de)不(bu)同,通常分為(wei)北橋(qiao)(qiao)芯片(pian)和南橋(qiao)(qiao)芯片(pian)。北橋(qiao)(qiao)芯片(pian)提供(gong)對CPU的(de)(de)類(lei)型和主(zhu)頻、內存的(de)(de)類(lei)型和最大(da)容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC糾錯等(deng)支持(chi)。南橋(qiao)(qiao)芯片(pian)則提供(gong)對KBC(鍵盤(pan)控制(zhi)器)、RTC(實時時鐘控制(zhi)器)、USB(通用串行(xing)總(zong)線)、Ultra DMA/33(66)EIDE數(shu)據傳(chuan)輸方式和ACPI(高級能源管理)等(deng)的(de)(de)支持(chi)。其中(zhong)北橋(qiao)(qiao)芯片(pian)起(qi)著主(zhu)導(dao)性(xing)的(de)(de)作用,也稱為(wei)主(zhu)橋(qiao)(qiao)(Host Bridge)。
2、手機芯片
手(shou)(shou)機(ji)(ji)(ji)芯片(pian)通常是指(zhi)應用(yong)于手(shou)(shou)機(ji)(ji)(ji)通訊功能的芯片(pian),包括(kuo)基帶、處(chu)理器(qi)、協(xie)處(chu)理器(qi)、RF、觸摸(mo)屏控制(zhi)器(qi)芯片(pian)、Memory、處(chu)理器(qi)、無線IC和電源(yuan)管理IC等(deng)。目前主要手(shou)(shou)機(ji)(ji)(ji)芯片(pian)平臺有MTK、ADI、TI、AGERE、ST-NXP Wireless、INFINEON、SKYWORKS、SPREADTRUM、Qualcomm等(deng)。
手機芯(xin)片是IC的(de)一(yi)個分類,是一(yi)種(zhong)硅(gui)板上集合多種(zhong)電(dian)子元器(qi)件實(shi)現某(mou)種(zhong)特(te)定功能的(de)電(dian)路模塊。它是電(dian)子設備中最(zui)重要(yao)的(de)部分,承擔著運(yun)算和存(cun)儲的(de)功能。
3、生(sheng)物芯(xin)片
與(yu)PCR技術一(yi)樣,芯片(pian)技術已經開展(zhan)(zhan)和(he)(he)(he)將要(yao)開展(zhan)(zhan)的(de)應(ying)(ying)用(yong)領(ling)(ling)域(yu)(yu)非(fei)常的(de)廣(guang)(guang)泛(fan)。生物(wu)芯片(pian)的(de)第一(yi)個(ge)應(ying)(ying)用(yong)領(ling)(ling)域(yu)(yu)是(shi)檢(jian)(jian)測(ce)基因(yin)(yin)表達。但是(shi)將生物(wu)分(fen)子(zi)有(you)序(xu)地放在芯片(pian)上(shang)檢(jian)(jian)測(ce)生化(hua)標本的(de)策略(lve)是(shi)具(ju)有(you)廣(guang)(guang)泛(fan)的(de)應(ying)(ying)用(yong)領(ling)(ling)域(yu)(yu),除了基因(yin)(yin)表達分(fen)析(xi)(xi)外(wai),雜交(jiao)為基礎的(de)分(fen)析(xi)(xi)已用(yong)于基因(yin)(yin)突變(bian)的(de)檢(jian)(jian)測(ce)、多態性(xing)分(fen)析(xi)(xi)、基因(yin)(yin)作圖、進化(hua)研究和(he)(he)(he)其(qi)它方(fang)面的(de)應(ying)(ying)用(yong),微(wei)陣(zhen)列分(fen)析(xi)(xi)還(huan)可用(yong)于檢(jian)(jian)測(ce)蛋白質與(yu)核酸、小(xiao)分(fen)子(zi)物(wu)質及與(yu)其(qi)它蛋白質的(de)結(jie)合,但這(zhe)些領(ling)(ling)域(yu)(yu)的(de)應(ying)(ying)用(yong)仍(reng)待(dai)發展(zhan)(zhan)。對(dui)基因(yin)(yin)組DNA進行雜交(jiao)分(fen)析(xi)(xi)可以檢(jian)(jian)測(ce)DNA編碼區和(he)(he)(he)非(fei)編碼區單個(ge)堿基改變(bian)、確(que)失和(he)(he)(he)插入,DNA雜交(jiao)分(fen)析(xi)(xi)還(huan)可用(yong)于對(dui)DNA進行定(ding)量,這(zhe)對(dui)檢(jian)(jian)測(ce)基因(yin)(yin)拷(kao)貝數和(he)(he)(he)染(ran)色體的(de)倍性(xing)是(shi)很重要(yao)的(de)。
4、人腦芯片
幾十年(nian)來(lai),科(ke)學家一直“訓(xun)練”電(dian)腦,使(shi)其能夠(gou)像(xiang)人腦一樣思考。日前(qian),由瑞士、德國(guo)和美(mei)國(guo)的(de)(de)(de)科(ke)學家組成的(de)(de)(de)研(yan)究小(xiao)組首次成功研(yan)發(fa)出一種(zhong)新奇的(de)(de)(de)微芯片,能夠(gou)實時模擬人類大腦處理(li)信息的(de)(de)(de)過(guo)程。這(zhe)項新成果將有助于(yu)科(ke)學家們制造出能同周圍環境(jing)實時交互的(de)(de)(de)認知(zhi)系(xi)統,為(wei)神經網絡計算(suan)機和高智能機器人的(de)(de)(de)研(yan)制提供強有力(li)的(de)(de)(de)技(ji)術支撐。
歐盟、美國和(he)瑞士目前(qian)正在緊鑼密鼓(gu)地研制模擬大(da)腦(nao)處理(li)信息的(de)(de)神(shen)經網(wang)絡計算(suan)(suan)(suan)機(ji),希望通過模擬生物神(shen)經元復制人(ren)工智(zhi)能(neng)系統(tong)。這(zhe)種新型計算(suan)(suan)(suan)機(ji)的(de)(de)“大(da)腦(nao)芯片”迥異(yi)于傳統(tong)計算(suan)(suan)(suan)機(ji)的(de)(de)“大(da)腦(nao)芯片”。它能(neng)運用類似人(ren)腦(nao)的(de)(de)神(shen)經計算(suan)(suan)(suan)法(fa),低能(neng)耗和(he)容錯(cuo)性強是其最大(da)優(you)點,較之傳統(tong)數字(zi)計算(suan)(suan)(suan)機(ji),它的(de)(de)智(zhi)能(neng)性會更強,在認知學習、自動組(zu)織、對模糊信息的(de)(de)綜合處理(li)等方面也(ye)將前(qian)進(jin)一大(da)步(bu)。
5、其(qi)他(ta)芯片(pian)
調制(zhi)與偵測器技術突破,硅光子芯片互連應(ying)用指日可待(dai)。
高(gao)(gao)速(su)(su)光通(tong)信(xin)(xin)在過去(qu)30幾年(nian)來(lai)的(de)發展下(xia)(xia),已(yi)經(jing)成為有線高(gao)(gao)速(su)(su)信(xin)(xin)息傳輸的(de)標準。在2000年(nian)受到(dao)美國經(jing)濟泡沫化及網絡市場對帶(dai)寬需求(qiu)不(bu)如(ru)預期(qi)的(de)影響下(xia)(xia),光通(tong)信(xin)(xin)產(chan)業(ye)與(yu)客戶(hu)端(duan)(duan)的(de)拓展曾經(jing)沉寂一段時間。過去(qu)除政府(fu)單位(wei)或(huo)具(ju)大(da)型網絡建(jian)置的(de)企業(ye)外,一般(ban)終端(duan)(duan)使用者(zhe)直接享受高(gao)(gao)比特(te)率傳輸的(de)機(ji)會并不(bu)高(gao)(gao)。雖然(ran)目前高(gao)(gao)速(su)(su)光通(tong)信(xin)(xin)應用的(de)領域仍以遠距離的(de)骨干網絡服務(wu)為主,但根(gen)據目前主流(liu)產(chan)學論壇的(de)評估(gu),個人(ren)客戶(hu)端(duan)(duan)傳輸比特(te)率將在2015年(nian)與(yu)2023年(nian)分別提(ti)升至1Gbit/s與(yu)10Gbit/s。
1、定義不同
(1)集成(cheng)(cheng)(cheng)電(dian)路(lu)是指組成(cheng)(cheng)(cheng)電(dian)路(lu)的有源器件、無源元件及(ji)其互連(lian)一起制作在半(ban)導體(ti)襯底上(shang)或絕緣基片上(shang),形成(cheng)(cheng)(cheng)結構上(shang)緊(jin)密聯系(xi)的、內部相關(guan)的事例電(dian)子(zi)電(dian)路(lu)。它可分(fen)為(wei)半(ban)導體(ti)集成(cheng)(cheng)(cheng)電(dian)路(lu)、膜集成(cheng)(cheng)(cheng)電(dian)路(lu)、混合集成(cheng)(cheng)(cheng)電(dian)路(lu)三個主要分(fen)支。
(2)芯(xin)片就是半導體元(yuan)件(jian)產品的(de)統稱,是集成電(dian)路的(de)載體,由晶圓分割而成。
2、范圍不同(tong)
(1)芯(xin)片(pian)就是芯(xin)片(pian),一般(ban)是指你肉眼能夠看(kan)到(dao)(dao)的(de)(de)(de)長(chang)滿了很多小腳(jiao)的(de)(de)(de)或(huo)者腳(jiao)看(kan)不到(dao)(dao),但是很明(ming)顯的(de)(de)(de)方形的(de)(de)(de)那塊東西。不過(guo),芯(xin)片(pian)也包括各(ge)種各(ge)樣(yang)的(de)(de)(de)芯(xin)片(pian),比(bi)如(ru)基帶的(de)(de)(de)、電壓轉換的(de)(de)(de)等等。
(2)集(ji)成電(dian)路范(fan)圍要(yao)廣多了(le),把一(yi)些電(dian)阻電(dian)容(rong)二極管集(ji)成到一(yi)起(qi)就算是集(ji)成電(dian)路了(le),可能是一(yi)塊模擬信(xin)號轉換的(de)芯(xin)片,也可能是一(yi)塊邏(luo)輯控制的(de)芯(xin)片,但(dan)是總得來說,這個概念更加偏向(xiang)于底層的(de)東(dong)西。
1、看主(zhu)頻
CPU的(de)(de)時鐘頻(pin)率(lv),用來表示(shi)CPU的(de)(de)運算、處理數(shu)據的(de)(de)速(su)度,一(yi)般來說(shuo)主頻(pin)越(yue)高(gao),CPU速(su)度越(yue)快。
2、看外(wai)頻
CPU的基(ji)準頻率(lv),決(jue)定主板的運(yun)行速度。
3、看擴展總線速度
安裝在電(dian)腦(nao)系統上的局部(bu)(bu)總線(xian),我們(men)打開電(dian)腦(nao)會攔截一(yi)些(xie)插(cha)槽版的東西這些(xie)事擴(kuo)(kuo)展槽,擴(kuo)(kuo)展總線(xian)就是CPU聯(lian)系這些(xie)外部(bu)(bu)設備的橋(qiao)梁(liang)。
4、看(kan)緩存
CPU的重(zhong)要(yao)指標之一(yi),緩存的結構和(he)大(da)小對CPU的速度影響非常大(da),緩存的運(yun)行頻率極高,一(yi)般和(he)處(chu)理器同頻運(yun)作,工作效率遠(yuan)大(da)于內(nei)存和(he)硬(ying)盤。
5、看前段(duan)總線(xian)頻率
影響CPU于內(nei)存(cun)之(zhi)間數據交(jiao)換的速度。
6、看制造工藝(yi)
制造工藝的(de)微(wei)米數指IC內電(dian)路(lu)與電(dian)路(lu)之間的(de)距離(li)。
7、看(kan)插槽類(lei)型
在(zai)選擇CPU時,要選擇相對應的(de)插槽(cao)。
8、看需求(qiu)
如果你(ni)是(shi)(shi)資深游戲玩(wan)家,那么英(ying)特爾i-7以上(shang)的(de)標壓處理器才是(shi)(shi)你(ni)的(de)首選;如果僅僅是(shi)(shi)普(pu)通(tong)辦公,那么入門級(ji)處理器就足(zu)夠了。
9、看(kan)兼容性
電(dian)腦CPU必(bi)須要和(he)電(dian)腦主(zhu)板(ban)兼(jian)容,否則CPU就無法安(an)裝使用(yong),就算勉強(qiang)裝上,也會(hui)有很大的(de)隱患,更無法發揮(hui)CPU的(de)全部性能(neng)。
1、濕洗(xi)
用(yong)各種試劑保持硅晶圓表(biao)面沒有雜質。
2、光刻
用紫外線透過蒙版照(zhao)射(she)硅晶(jing)圓(yuan)(yuan),被(bei)照(zhao)到的(de)地方(fang)就會容易被(bei)洗掉,沒被(bei)照(zhao)到的(de)地方(fang)就保持原樣(yang). 于是(shi)就可以(yi)在硅晶(jing)圓(yuan)(yuan)上面刻出想要(yao)的(de)圖案. 注意(yi),此時還(huan)沒有加入雜(za)質,依(yi)然是(shi)一個硅晶(jing)圓(yuan)(yuan)。
3、 離子注入
在硅晶圓(yuan)不(bu)(bu)同的(de)位置加入不(bu)(bu)同的(de)雜質,不(bu)(bu)同雜質根(gen)據(ju)濃度/位置的(de)不(bu)(bu)同就組(zu)成(cheng)了(le)場(chang)效(xiao)應管。
4、蝕刻
(1)干(gan)蝕刻(ke)(ke)(ke) :之前用光(guang)刻(ke)(ke)(ke)出來的(de)形狀有許多其(qi)實不是(shi)我們需要(yao)的(de),而是(shi)為了離子注入而蝕刻(ke)(ke)(ke)的(de)。現在就(jiu)要(yao)用等(deng)離子體把(ba)他們洗(xi)掉(diao),或(huo)者是(shi)一些第一步光(guang)刻(ke)(ke)(ke)先不需要(yao)刻(ke)(ke)(ke)出來的(de)結構,這一步進(jin)行(xing)蝕刻(ke)(ke)(ke)。
(2)濕蝕刻 :進一(yi)(yi)步(bu)洗(xi)掉,但是用的(de)是試劑,所以(yi)叫(jiao)濕蝕刻。以(yi)上步(bu)驟完(wan)成后,場效應管就已經被做出來啦,但是以(yi)上步(bu)驟一(yi)(yi)般都不止做一(yi)(yi)次,很可能需要反反復復的(de)做,以(yi)達到要求(qiu)。
5、等離子(zi)沖洗
用較弱(ruo)的(de)等離(li)子束轟擊整個芯片。
6、熱處理
(1)快速熱退火(huo):就是瞬間把整個片子通過大(da)功率(lv)燈啥的照到(dao)1200攝氏度以上,然后慢慢地(di)冷卻下來,為了使得注(zhu)入(ru)的離子能(neng)更好的被(bei)啟動(dong)以及熱氧化(hua)。
(2)退火。
(3)熱氧化 :制(zhi)造(zao)出二氧化硅,也即(ji)場(chang)效(xiao)應管的柵極(gate) 。
7、化學氣相(xiang)淀(dian)積
進一步(bu)精細(xi)處理表面(mian)的各種物質。
8、物(wu)理(li)氣相淀積
類似,而且可以(yi)給敏感部件加(jia)coating。
9、分(fen)子束外延(yan)
如果(guo)需(xu)要(yao)長單晶的(de)話就需(xu)要(yao)。
10、電鍍處理
11、化學/機械表面處理
12、晶圓測(ce)試
13、晶圓打磨
14、出(chu)廠封(feng)裝
1、CPU溫度過高導致經常死機
故障描述:有的(de)時(shi)候會發(fa)(fa)現電腦經常的(de)死機,但是又找(zhao)不到(dao)什么原因。下載魯(lu)大(da)師后會發(fa)(fa)現,CPU溫度會變得異(yi)常高,因此判斷CPU散熱出現問題(ti)。
解(jie)決(jue)方法:更換大功率的風扇 ,重新(xin)涂抹硅膠(jiao)之后(hou),這(zhe)個死機的問題就(jiu)解(jie)決(jue)了(le)。
2、CPU不兼容導致電腦異常
故(gu)障(zhang)描述(shu):新(xin)裝的(de)電腦在(zai)運行的(de)時候(hou)出現很(hen)多異常的(de)現象(xiang),比如藍(lan)屏、無顯示、黑屏、無響(xiang)應(ying)、卡頓等。
解決方(fang)法(fa):更(geng)換適合的cpu或者主板(ban)。
3、CPU安裝不到位
故障描述:無顯示(shi),機器可正常啟動(dong),電源指示(shi)燈(deng)和各其(qi)他指示(shi)燈(deng)正常亮起,但(dan)(dan)不(bu)會(hui)有(you)其(qi)它反應(ying)。不(bu)過現(xian)在的主板都(dou)有(you)防呆設計,一般不(bu)會(hui)出現(xian)此情況,但(dan)(dan)是(shi)比(bi)較老舊的電腦則(ze)可能出現(xian)。
解(jie)決方法(fa):拆機(ji),重新安裝CPU至正確(que)位(wei)置即(ji)可。
4、CPU針腳損壞(huai)
故障描述: 機(ji)器或者反復(fu)自(zi)啟,或一(yi)直(zhi)保持開機(ji)狀(zhuang)態(tai)但不會有顯示,有些主板自(zi)帶指示燈(deng)的,某個檢測指示燈(deng)會常亮。
解決方法:先(xian)取出CPU,AMD CPU的彎腳(jiao)可以(yi)采(cai)用信用卡等卡片(pian)嘗(chang)試進(jin)行(xing)針腳(jiao)復(fu)(fu)原,Intel的主(zhu)板的彎腳(jiao)可以(yi)用鑷(nie)子嘗(chang)試小心復(fu)(fu)原。但大部(bu)分時(shi)候(hou),可能(neng)還是得(de)求救各主(zhu)板廠家售(shou)后。
5、CPU灰塵淤積(ji)
故障(zhang)描(miao)述:機器可以正常啟(qi)動(dong),但(dan)啟(qi)動(dong)后沒(mei)有任(ren)何顯示(shi),進(jin)行內存、顯卡、其他部(bu)件(jian)等調節不起作用。
解決方法:取下CPU散熱(re)器好(hao)好(hao)清(qing)理散熱(re)器上的灰塵,然后好(hao)好(hao)清(qing)理CPU周圍的灰塵再(zai)重新安裝。