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汽車晶元是用什麼礦產資源

發布時間: 2022-08-05 06:29:32

⑴ 晶元是什麼材料的這材料有什麼性質

晶元的材質主要是硅,它的性質是可以做半導體。

高純的單晶硅是重要的半導體材料。在單晶硅中摻入微量的第IIIA族元素,形成p型硅半導體;摻入微量的第VA族元素,形成n型半導體。p型半導體和n型半導體結合在一起形成p-n結,就可做成太陽能電池,將輻射能轉變為電能。在開發能源方面是一種很有前途的材料。

另外廣泛應用的二極體、三極體、晶閘管、場效應管和各種集成電路(包括人們計算機內的晶元和CPU)都是用硅做的原材料。

使用單晶硅晶圓(或III-V族,如砷化鎵)用作基層,然後使用光刻、摻雜、CMP等技術製成MOSFET或BJT等組件,再利用薄膜和CMP技術製成導線,如此便完成晶元製作。

因產品性能需求及成本考量,導線可分為鋁工藝(以濺鍍為主)和銅工藝(以電鍍為主參見Damascene)。主要的工藝技術可以分為以下幾大類:黃光微影、刻蝕、擴散、薄膜、平坦化製成、金屬化製成。

(1)汽車晶元是用什麼礦產資源擴展閱讀:

晶元在一定意義上講,它決定了主板的級別和檔次。它就是"南橋"和"北橋"的統稱,就是把以前復雜的電路和元件最大限度地集成在幾顆晶元內的晶元組。

晶元組是整個身體的神經,晶元組幾乎決定了這塊主板的功能,進而影響到整個電腦系統性能的發揮,晶元組是主板的靈魂。晶元組性能的優劣,決定了主板性能的好壞與級別的高低。

這是因為目前CPU的型號與種類繁多、功能特點不一,如果晶元組不能與CPU良好地協同工作,將嚴重地影響計算機的整體性能甚至不能正常工作。

晶元組的綜合性能和穩定性在三者中最高,英特爾平台更是絕對的優勢地位,英特爾自家的伺服器晶元組產品占據著絕大多數中、低端市場,而Server Works由於獲得了英特爾的授權,在中高端領域佔有最大的市場份額。

甚至英特爾原廠伺服器主板也有採用Server Works晶元組的產品,在伺服器/工作站晶元組領域,Server Works晶元組就意味著高性能產品。

⑵ 晶元是什麼用什麼材料做的有什麼特點和用途

除去硅之外,製造晶元還需要一種重要的材料就是金屬。目前為止,鋁已經成為製作處理器內部配件的主要金屬材料,而銅則逐漸被淘汰,這是有一些原因的,在目前的晶元工作電壓下,鋁的電遷移特性要明顯好於銅。所謂電遷移問題,就是指當大量電子流過一段導體時,導體物質原子受電子撞擊而離開原有位置,留下空位,空位過多則會導致導體連線斷開,而離開原位的原子停留在其它位置,會造成其它地方的短路從而影響晶元的邏輯功能,進而導致晶元無法使用。這就是許多Northwood Pentium 4換上SNDS(北木暴畢綜合症)的原因,當發燒友們第一次給Northwood Pentium 4超頻就急於求成,大幅提高晶元電壓時,嚴重的電遷移問題導致了晶元的癱瘓。這就是intel首次嘗試銅互連技術的經歷,它顯然需要一些改進。不過另一方面講,應用銅互連技術可以減小晶元面積,同時由於銅導體的電阻更低,其上電流通過的速度也更快。
除了這兩樣主要的材料之外,在晶元的設計過程中還需要一些種類的化學原料,它們起著不同的作用,這里不再贅述。晶元製造的准備階段在必備原材料的採集工作完畢之後,這些原材料中的一部分需要進行一些預處理工作。而作為最主要的原料,硅的處理工作至關重要。首先,硅原料要進行化學提純,這一步驟使其達到可供半導體工業使用的原料級別。而為了使這些硅原料能夠滿足集成電路製造的加工需要,還必須將其整形,這一步是通過溶化硅原料,然後將液態硅注入大型高溫石英容器而完成的。
而後,將原料進行高溫溶化。中學化學課上我們學到過,許多固體內部原子是晶體結構,硅也是如此。為了達到高性能處理器的要求,整塊硅原料必須高度純凈,及單晶硅。然後從高溫容器中採用旋轉拉伸的方式將硅原料取出,此時一個圓柱體的硅錠就產生了。從目前所使用的工藝來看,硅錠圓形橫截面的直徑為200毫米。不過現在intel和其它一些公司已經開始使用300毫米直徑的硅錠了。在保留硅錠的各種特性不變的情況下增加橫截面的面積是具有相當的難度的,不過只要企業肯投入大批資金來研究,還是可以實現的。intel為研製和生產300毫米硅錠而建立的工廠耗費了大約35億美元,新技術的成功使得intel可以製造復雜程度更高,功能更強大的集成電路晶元。而200毫米硅錠的工廠也耗費了15億美元。下面就從硅錠的切片開始介紹晶元的製造過程。
單晶硅錠在製成硅錠並確保其是一個絕對的圓柱體之後,下一個步驟就是將這個圓柱體硅錠切片,切片越薄,用料越省,自然可以生產的處理器晶元就更多。切片還要鏡面精加工的處理來確保表面絕對光滑,之後檢查是否有扭曲或其它問題。這一步的質量檢驗尤為重要,它直接決定了成品晶元的質量。
單晶硅錠新的切片中要摻入一些物質而使之成為真正的半導體材料,而後在其上刻劃代表著各種邏輯功能的晶體管電路。摻入的物質原子進入硅原子之間的空隙,彼此之間發生原子力的作用,從而使得硅原料具有半導體的特性。今天的半導體製造多選擇CMOS工藝(互補型金屬氧化物半導體)。其中互補一詞表示半導體中N型MOS管和P型MOS管之間的交互作用。而N和P在電子工藝中分別代表負極和正極。多數情況下,切片被摻入化學物質而形成P型襯底,在其上刻劃的邏輯電路要遵循nMOS電路的特性來設計,這種類型的晶體管空間利用率更高也更加節能。同時在多數情況下,必須盡量限制pMOS型晶體管的出現,因為在製造過程的後期,需要將N型材料植入P型襯底當中,而這一過程會導致pMOS管的形成。
在摻入化學物質的工作完成之後,標準的切片就完成了。然後將每一個切片放入高溫爐中加熱,通過控制加溫時間而使得切片表面生成一層二氧化硅膜。通過密切監測溫度,空氣成分和加溫時間,該二氧化硅層的厚度是可以控制的。在intel的90納米製造工藝中,門氧化物的寬度小到了驚人的5個原子厚度。這一層門電路也是晶體管門電路的一部分,晶體管門電路的作用是控制其間電子的流動,通過對門電壓的控制,電子的流動被嚴格控制,而不論輸入輸出埠電壓的大小。准備工作的最後一道工序是在二氧化硅層上覆蓋一個感光層。這一層物質用於同一層中的其它控制應用。這層物質在乾燥時具有很好的感光效果,而且在光刻蝕過程結束之後,能夠通過化學方法將其溶解並除去。
光刻蝕這是目前的晶元製造過程當中工藝非常復雜的一個步驟,為什麼這么說呢?光刻蝕過程就是使用一定波長的光在感光層中刻出相應的刻痕,由此改變該處材料的化學特性。這項技術對於所用光的波長要求極為嚴格,需要使用短波長的紫外線和大麴率的透鏡。刻蝕過程還會受到晶圓上的污點的影響。每一步刻蝕都是一個復雜而精細的過程。設計每一步過程的所需要的數據量都可以用10GB的單位來計量,而且製造每塊處理器所需要的刻蝕步驟都超過20步(每一步進行一層刻蝕)。而且每一層刻蝕的圖紙如果放大許多倍的話,可以和整個紐約市外加郊區范圍的地圖相比,甚至還要復雜,試想一下,把整個紐約地圖縮小到實際面積大小隻有100個平方毫米的晶元上,那麼這個晶元的結構有多麼復雜,可想而知了吧。
當這些刻蝕工作全部完成之後,晶圓被翻轉過來。短波長光線透過石英模板上鏤空的刻痕照射到晶圓的感光層上,然後撤掉光線和模板。通過化學方法除去暴露在外邊的感光層物質,而二氧化硅馬上在陋空位置的下方生成。
摻雜在殘留的感光層物質被去除之後,剩下的就是充滿的溝壑的二氧化硅層以及暴露出來的在該層下方的硅層。這一步之後,另一個二氧化硅層製作完成。然後,加入另一個帶有感光層的多晶硅層。多晶硅是門電路的另一種類型。由於此處使用到了金屬原料(因此稱作金屬氧化物半導體),多晶硅允許在晶體管隊列埠電壓起作用之前建立門電路。感光層同時還要被短波長光線透過掩模刻蝕。再經過一部刻蝕,所需的全部門電路就已經基本成型了。然後,要對暴露在外的硅層通過化學方式進行離子轟擊,此處的目的是生成N溝道或P溝道。這個摻雜過程創建了全部的晶體管及彼此間的電路連接,沒個晶體管都有輸入端和輸出端,兩端之間被稱作埠。
重復這一過程
從這一步起,你將持續添加層級,加入一個二氧化硅層,然後光刻一次。重復這些步驟,然後就出現了一個多層立體架構,這就是你目前使用的處理器的萌芽狀態了。在每層之間採用金屬塗膜的技術進行層間的導電連接。今天的P4處理器採用了7層金屬連接,而Athlon64使用了9層,所使用的層數取決於最初的版圖設計,並不直接代表著最終產品的性能差異。
接下來的幾個星期就需要對晶圓進行一關接一關的測試,包括檢測晶圓的電學特性,看是否有邏輯錯誤,如果有,是在哪一層出現的等等。而後,晶圓上每一個出現問題的晶元單元將被單獨測試來確定該晶元有否特殊加工需要。
而後,整片的晶圓被切割成一個個獨立的處理器晶元單元。在最初測試中,那些檢測不合格的單元將被遺棄。這些被切割下來的晶元單元將被採用某種方式進行封裝,這樣它就可以順利的插入某種介面規格的主板了。大多數intel和AMD的處理器都會被覆蓋一個散熱層。在處理器成品完成之後,還要進行全方位的晶元功能檢測。這一部會產生不同等級的產品,一些晶元的運行頻率相對較高,於是打上高頻率產品的名稱和編號,而那些運行頻率相對較低的晶元則加以改造,打上其它的低頻率型號。這就是不同市場定位的處理器。而還有一些處理器可能在晶元功能上有一些不足之處。比如它在緩存功能上有缺陷(這種缺陷足以導致絕大多數的晶元癱瘓),那麼它們就會被屏蔽掉一些緩存容量,降低了性能,當然也就降低了產品的售價,這就是Celeron和Sempron的由來。在晶元的包裝過程完成之後,許多產品還要再進行一次測試來確保先前的製作過程無一疏漏,且產品完全遵照規格所述,沒有偏差。

⑶ 國產車的晶元從哪來

中國汽車的晶元產產自歐美。

我們汽車上用的晶元90%都是國外進口的,我們關注新能源汽車、智能網聯汽車、三電控制器、車載網路、先進的激光雷達、自動駕駛的預控制器,我們所用的這些計算、控制、安全、存儲,包括功率,包括感知這些晶元,90%都是國外進口的。

中國的自主品牌車企,包括最近幾年新成立的新能源車企,所需要的車用晶元幾乎都是來自於進口,超過98%的半導體晶元從歐美供應商夠得!

在新冠病毒的影響下,目前各大汽車公司的存貨晶元用完後,有可能進入停產狀態!

從小道消息得知,歐美准備起草一個秘密方案,可能會命令半晶元供應商全面停止向中國汽車公司提供晶片,因此,國內汽車廠家可能面臨華為一樣的境況!

由於智能網聯汽車發展尚處在初級階段,且沒有成熟的模式可以借鑒,整車企業在計算平台設計中,雖然處於主導地位,但並不代表車企要深入參加所有的研發環節,很多方面也並非是車企的領域,因此車企應該根據自身能力量立而行。

整體看專家提出的觀點,都可以歸結為一句話:破解晶元難題並非一日之功,而需要付出長期艱苦的努力。

⑷ 汽車製造業與晶元息息相關,晶元在汽車中是如何運作的

晶元是汽車中的重要部分。在汽車上,攝像頭到控制器都離不開晶元。

需要加大晶元的研發

任何領域,對晶元的需求也是不一樣的。我們需要的是增加晶元的R&D和製造,讓更多的領域和行業用得起晶元,同時滿足各種企業的需求。我們企業現在需要的是加大晶元的R&D和投入,加大科技投入。這樣才能鼓勵更多的人加入R&D的團隊,讓他們在未來為中國晶元產業的發展做出一定的貢獻。

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⑸ 汽車晶元是什麼

汽車電子晶元是用於汽車上的晶元統稱車用晶元。將電路製造在半導體晶元表面上的集成電路又稱薄膜(thin-film)集成電路。另有一種厚膜(thick-film)集成電路(hybrid integrated circuit)是由獨立半導體設備和被動組件,集成到襯底或線路板所構成的小型化電路。



(5)汽車晶元是用什麼礦產資源擴展閱讀:
晶體管發明並大量生產之後,各式固態半導體組件如二極體、晶體管等大量使用,取代了真空管在電路中的功能與角色。到了20世紀中後期半導體製造技術進步,使得集成電路成為可能。
相對於手工組裝電路使用個別的分立電子組件,集成電路可以把很大數量的微晶體管集成到一個小晶元,是一個巨大的進步。集成電路的規模生產能力,可靠性,電路設計的模塊化方法確保了快速採用標准化集成電路代替了設計使用離散晶體管。

⑹ 汽車晶元是什麼東西

汽車晶元是將大量的微電子元器件(晶體管、電阻、電容等)形成的集成電路放在一塊塑基上,做成一塊晶元。主要是指處理器和控制器晶元。

中國已經成為全球最大的汽車市場,電動化、智能化的趨勢推動汽車晶元數量的大幅度提升,車規級晶元國產化已擁有規模基礎。

然而,目前國產車規級晶元仍然存在整車應用規模小、車規認證周期長、技術附加價值低、上游產業依賴度高等問題。

汽車晶元規劃:

1、建議制定車規級晶元「兩步走」的頂層設計路線,實現車規級晶元企業從外部到內部的動力轉換。第一步由主機廠和系統供應商共同推動,扶持重點晶元企業。

2、幫助晶元企業首先解決技術門檻較低的車規級晶元國產化問題,提升其車規級國產化體系能力;第二步主要由晶元供應商推動,形成晶元供應商內生動力機制,解決技術門檻高的車規級晶元國產化問題。

3、建議針對具體高技術門檻晶元,推動設立整車、系統、晶元的重大聯合攻關專項項目,由政府、企業分攤研發資金,共享專利,佔領未來行業制高點。

4、成立重大聯合攻關專項項目,集中力量支持技術路線明確但技術儲備薄弱、應用前景廣泛但前期投入巨大的項目,由政府或頭部企業牽頭需求端和供給端,分攤研發資金、共享專利,構建需求驅動的協同創新鏈。

以上內容參考網路-IC晶元

以上內容參考網路-車規級晶元

⑺ 什麼是汽車電子晶元

汽車電子晶元是用於汽車上的晶元統稱車用晶元。將電路製造在半導體晶元表面上的集成電路又稱薄膜(thin-film)集成電路。另有一種厚膜(thick-film)集成電路(hybrid integrated circuit)是由獨立半導體設備和被動組件,集成到襯底或線路板所構成的小型化電路。

(7)汽車晶元是用什麼礦產資源擴展閱讀:

晶體管發明並大量生產之後,各式固態半導體組件如二極體、晶體管等大量使用,取代了真空管在電路中的功能與角色。到了20世紀中後期半導體製造技術進步,使得集成電路成為可能。

相對於手工組裝電路使用個別的分立電子組件,集成電路可以把很大數量的微晶體管集成到一個小晶元,是一個巨大的進步。集成電路的規模生產能力,可靠性,電路設計的模塊化方法確保了快速採用標准化集成電路代替了設計使用離散晶體管。

⑻ 晶元是用什麼材料用什麼工具製造的

晶元一般是用硅半導體製造的,其上的元器件採用擴散工藝製造,元器件的連線一般是鋁線,晶元的封裝材料一般是陶瓷或工程塑料。
晶元的耐熱程度取決於硅半導體的材質、製造工藝以及封裝的散熱能力,一般核心極限溫度在168度,當然外殼溫度不可能有那麼高,否則核心就該融化了。外殼的溫度取決與晶元的封裝形式、熱阻、散熱設計、工作頻率、晶元的面積和工作狀態,一般不會超過100度

⑼ 汽車晶元主要供應商有哪些

恩智浦半導體,2006年11月16日恩智浦半導體正式宣布將以「恩智浦半導體」為其中文品牌名稱,在大中華地區進行相關的市場營銷與運營活動。作為全球領先的嵌入式應用安全連接技術領導者,恩智浦不斷推動著互聯汽車、物聯終端等智能安全互聯應用市場的創新。

恩智浦2015年以112億美元收購了飛思卡爾,成為了全球最大的汽車半導體供應商。收購完成後兩者的總市值超過400億美元。恩智浦半導體去年被高通收購

英飛凌其前身是西門子集團的半導體部門,於1999年獨立,2000年上市。其中文名稱為億恆科技,2002年後更名為英飛凌科技。目前,英飛凌在中國市場主要生產面向汽車、工業、電源管理和安全智能卡行業的電子元器件及功率器件等產品,包括設計、研發、製造和組裝。

⑽ 汽車晶元原材料是什麼

汽車晶元原材料硅材料。

晶元主要由硅材料製成,其大小僅有手指甲的一半;一個晶元是由幾百個微電路連接在一起的,體積很小。

在晶元上布滿了產生脈沖電流的微電路;它是微電子技術的主要產品。集成電路晶元是包括一硅基板、至少一電路、一固定封環、一接地環及至少一防護環的電子元件。

根據國家統計,汽車晶元主要分為三大類,分別為功能晶元,功率半導體以及感測器。

首先,最常見的就是功能晶元,功能晶元包括處理器晶元和控制器晶元,它能實現的功能有:信息娛樂系統、ESP、ABS等系統,反正我們只需要記住,一個汽車能在路上跑,他的車內至少要數10個功能晶元進行信息傳遞。

第2種功率半導體,它不帶有任何功能性,最主要的功能就是負責功率轉換,一般用於電源和各種介面。