⑴ 芯片是什么材料的这材料有什么性质
芯片的材质主要是硅,它的性质是可以做半导体。
高纯的单晶硅是重要的半导体材料。在单晶硅中掺入微量的第IIIA族元素,形成p型硅半导体;掺入微量的第VA族元素,形成n型半导体。p型半导体和n型半导体结合在一起形成p-n结,就可做成太阳能电池,将辐射能转变为电能。在开发能源方面是一种很有前途的材料。
另外广泛应用的二极管、三极管、晶闸管、场效应管和各种集成电路(包括人们计算机内的芯片和CPU)都是用硅做的原材料。
使用单晶硅晶圆(或III-V族,如砷化镓)用作基层,然后使用光刻、掺杂、CMP等技术制成MOSFET或BJT等组件,再利用薄膜和CMP技术制成导线,如此便完成芯片制作。
因产品性能需求及成本考量,导线可分为铝工艺(以溅镀为主)和铜工艺(以电镀为主参见Damascene)。主要的工艺技术可以分为以下几大类:黄光微影、刻蚀、扩散、薄膜、平坦化制成、金属化制成。
(1)汽车芯片是用什么矿产资源扩展阅读:
芯片在一定意义上讲,它决定了主板的级别和档次。它就是"南桥"和"北桥"的统称,就是把以前复杂的电路和元件最大限度地集成在几颗芯片内的芯片组。
芯片组是整个身体的神经,芯片组几乎决定了这块主板的功能,进而影响到整个电脑系统性能的发挥,芯片组是主板的灵魂。芯片组性能的优劣,决定了主板性能的好坏与级别的高低。
这是因为目前CPU的型号与种类繁多、功能特点不一,如果芯片组不能与CPU良好地协同工作,将严重地影响计算机的整体性能甚至不能正常工作。
芯片组的综合性能和稳定性在三者中最高,英特尔平台更是绝对的优势地位,英特尔自家的服务器芯片组产品占据着绝大多数中、低端市场,而Server Works由于获得了英特尔的授权,在中高端领域占有最大的市场份额。
甚至英特尔原厂服务器主板也有采用Server Works芯片组的产品,在服务器/工作站芯片组领域,Server Works芯片组就意味着高性能产品。
⑵ 芯片是什么用什么材料做的有什么特点和用途
除去硅之外,制造芯片还需要一种重要的材料就是金属。目前为止,铝已经成为制作处理器内部配件的主要金属材料,而铜则逐渐被淘汰,这是有一些原因的,在目前的芯片工作电压下,铝的电迁移特性要明显好于铜。所谓电迁移问题,就是指当大量电子流过一段导体时,导体物质原子受电子撞击而离开原有位置,留下空位,空位过多则会导致导体连线断开,而离开原位的原子停留在其它位置,会造成其它地方的短路从而影响芯片的逻辑功能,进而导致芯片无法使用。这就是许多Northwood Pentium 4换上SNDS(北木暴毕综合症)的原因,当发烧友们第一次给Northwood Pentium 4超频就急于求成,大幅提高芯片电压时,严重的电迁移问题导致了芯片的瘫痪。这就是intel首次尝试铜互连技术的经历,它显然需要一些改进。不过另一方面讲,应用铜互连技术可以减小芯片面积,同时由于铜导体的电阻更低,其上电流通过的速度也更快。
除了这两样主要的材料之外,在芯片的设计过程中还需要一些种类的化学原料,它们起着不同的作用,这里不再赘述。芯片制造的准备阶段在必备原材料的采集工作完毕之后,这些原材料中的一部分需要进行一些预处理工作。而作为最主要的原料,硅的处理工作至关重要。首先,硅原料要进行化学提纯,这一步骤使其达到可供半导体工业使用的原料级别。而为了使这些硅原料能够满足集成电路制造的加工需要,还必须将其整形,这一步是通过溶化硅原料,然后将液态硅注入大型高温石英容器而完成的。
而后,将原料进行高温溶化。中学化学课上我们学到过,许多固体内部原子是晶体结构,硅也是如此。为了达到高性能处理器的要求,整块硅原料必须高度纯净,及单晶硅。然后从高温容器中采用旋转拉伸的方式将硅原料取出,此时一个圆柱体的硅锭就产生了。从目前所使用的工艺来看,硅锭圆形横截面的直径为200毫米。不过现在intel和其它一些公司已经开始使用300毫米直径的硅锭了。在保留硅锭的各种特性不变的情况下增加横截面的面积是具有相当的难度的,不过只要企业肯投入大批资金来研究,还是可以实现的。intel为研制和生产300毫米硅锭而建立的工厂耗费了大约35亿美元,新技术的成功使得intel可以制造复杂程度更高,功能更强大的集成电路芯片。而200毫米硅锭的工厂也耗费了15亿美元。下面就从硅锭的切片开始介绍芯片的制造过程。
单晶硅锭在制成硅锭并确保其是一个绝对的圆柱体之后,下一个步骤就是将这个圆柱体硅锭切片,切片越薄,用料越省,自然可以生产的处理器芯片就更多。切片还要镜面精加工的处理来确保表面绝对光滑,之后检查是否有扭曲或其它问题。这一步的质量检验尤为重要,它直接决定了成品芯片的质量。
单晶硅锭新的切片中要掺入一些物质而使之成为真正的半导体材料,而后在其上刻划代表着各种逻辑功能的晶体管电路。掺入的物质原子进入硅原子之间的空隙,彼此之间发生原子力的作用,从而使得硅原料具有半导体的特性。今天的半导体制造多选择CMOS工艺(互补型金属氧化物半导体)。其中互补一词表示半导体中N型MOS管和P型MOS管之间的交互作用。而N和P在电子工艺中分别代表负极和正极。多数情况下,切片被掺入化学物质而形成P型衬底,在其上刻划的逻辑电路要遵循nMOS电路的特性来设计,这种类型的晶体管空间利用率更高也更加节能。同时在多数情况下,必须尽量限制pMOS型晶体管的出现,因为在制造过程的后期,需要将N型材料植入P型衬底当中,而这一过程会导致pMOS管的形成。
在掺入化学物质的工作完成之后,标准的切片就完成了。然后将每一个切片放入高温炉中加热,通过控制加温时间而使得切片表面生成一层二氧化硅膜。通过密切监测温度,空气成分和加温时间,该二氧化硅层的厚度是可以控制的。在intel的90纳米制造工艺中,门氧化物的宽度小到了惊人的5个原子厚度。这一层门电路也是晶体管门电路的一部分,晶体管门电路的作用是控制其间电子的流动,通过对门电压的控制,电子的流动被严格控制,而不论输入输出端口电压的大小。准备工作的最后一道工序是在二氧化硅层上覆盖一个感光层。这一层物质用于同一层中的其它控制应用。这层物质在干燥时具有很好的感光效果,而且在光刻蚀过程结束之后,能够通过化学方法将其溶解并除去。
光刻蚀这是目前的芯片制造过程当中工艺非常复杂的一个步骤,为什么这么说呢?光刻蚀过程就是使用一定波长的光在感光层中刻出相应的刻痕,由此改变该处材料的化学特性。这项技术对于所用光的波长要求极为严格,需要使用短波长的紫外线和大曲率的透镜。刻蚀过程还会受到晶圆上的污点的影响。每一步刻蚀都是一个复杂而精细的过程。设计每一步过程的所需要的数据量都可以用10GB的单位来计量,而且制造每块处理器所需要的刻蚀步骤都超过20步(每一步进行一层刻蚀)。而且每一层刻蚀的图纸如果放大许多倍的话,可以和整个纽约市外加郊区范围的地图相比,甚至还要复杂,试想一下,把整个纽约地图缩小到实际面积大小只有100个平方毫米的芯片上,那么这个芯片的结构有多么复杂,可想而知了吧。
当这些刻蚀工作全部完成之后,晶圆被翻转过来。短波长光线透过石英模板上镂空的刻痕照射到晶圆的感光层上,然后撤掉光线和模板。通过化学方法除去暴露在外边的感光层物质,而二氧化硅马上在陋空位置的下方生成。
掺杂在残留的感光层物质被去除之后,剩下的就是充满的沟壑的二氧化硅层以及暴露出来的在该层下方的硅层。这一步之后,另一个二氧化硅层制作完成。然后,加入另一个带有感光层的多晶硅层。多晶硅是门电路的另一种类型。由于此处使用到了金属原料(因此称作金属氧化物半导体),多晶硅允许在晶体管队列端口电压起作用之前建立门电路。感光层同时还要被短波长光线透过掩模刻蚀。再经过一部刻蚀,所需的全部门电路就已经基本成型了。然后,要对暴露在外的硅层通过化学方式进行离子轰击,此处的目的是生成N沟道或P沟道。这个掺杂过程创建了全部的晶体管及彼此间的电路连接,没个晶体管都有输入端和输出端,两端之间被称作端口。
重复这一过程
从这一步起,你将持续添加层级,加入一个二氧化硅层,然后光刻一次。重复这些步骤,然后就出现了一个多层立体架构,这就是你目前使用的处理器的萌芽状态了。在每层之间采用金属涂膜的技术进行层间的导电连接。今天的P4处理器采用了7层金属连接,而Athlon64使用了9层,所使用的层数取决于最初的版图设计,并不直接代表着最终产品的性能差异。
接下来的几个星期就需要对晶圆进行一关接一关的测试,包括检测晶圆的电学特性,看是否有逻辑错误,如果有,是在哪一层出现的等等。而后,晶圆上每一个出现问题的芯片单元将被单独测试来确定该芯片有否特殊加工需要。
而后,整片的晶圆被切割成一个个独立的处理器芯片单元。在最初测试中,那些检测不合格的单元将被遗弃。这些被切割下来的芯片单元将被采用某种方式进行封装,这样它就可以顺利的插入某种接口规格的主板了。大多数intel和AMD的处理器都会被覆盖一个散热层。在处理器成品完成之后,还要进行全方位的芯片功能检测。这一部会产生不同等级的产品,一些芯片的运行频率相对较高,于是打上高频率产品的名称和编号,而那些运行频率相对较低的芯片则加以改造,打上其它的低频率型号。这就是不同市场定位的处理器。而还有一些处理器可能在芯片功能上有一些不足之处。比如它在缓存功能上有缺陷(这种缺陷足以导致绝大多数的芯片瘫痪),那么它们就会被屏蔽掉一些缓存容量,降低了性能,当然也就降低了产品的售价,这就是Celeron和Sempron的由来。在芯片的包装过程完成之后,许多产品还要再进行一次测试来确保先前的制作过程无一疏漏,且产品完全遵照规格所述,没有偏差。
⑶ 国产车的芯片从哪来
中国汽车的芯片产产自欧美。
我们汽车上用的芯片90%都是国外进口的,我们关注新能源汽车、智能网联汽车、三电控制器、车载网络、先进的激光雷达、自动驾驶的预控制器,我们所用的这些计算、控制、安全、存储,包括功率,包括感知这些芯片,90%都是国外进口的。
中国的自主品牌车企,包括最近几年新成立的新能源车企,所需要的车用芯片几乎都是来自于进口,超过98%的半导体芯片从欧美供应商够得!
在新冠病毒的影响下,目前各大汽车公司的存货芯片用完后,有可能进入停产状态!
从小道消息得知,欧美准备起草一个秘密方案,可能会命令半芯片供应商全面停止向中国汽车公司提供晶片,因此,国内汽车厂家可能面临华为一样的境况!
由于智能网联汽车发展尚处在初级阶段,且没有成熟的模式可以借鉴,整车企业在计算平台设计中,虽然处于主导地位,但并不代表车企要深入参加所有的研发环节,很多方面也并非是车企的领域,因此车企应该根据自身能力量立而行。
整体看专家提出的观点,都可以归结为一句话:破解芯片难题并非一日之功,而需要付出长期艰苦的努力。
⑷ 汽车制造业与芯片息息相关,芯片在汽车中是如何运作的
芯片是汽车中的重要部分。在汽车上,摄像头到控制器都离不开芯片。
需要加大芯片的研发
任何领域,对芯片的需求也是不一样的。我们需要的是增加芯片的R&D和制造,让更多的领域和行业用得起芯片,同时满足各种企业的需求。我们企业现在需要的是加大芯片的R&D和投入,加大科技投入。这样才能鼓励更多的人加入R&D的团队,让他们在未来为中国芯片产业的发展做出一定的贡献。
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⑸ 汽车芯片是什么
汽车电子芯片是用于汽车上的芯片统称车用芯片。将电路制造在半导体芯片表面上的集成电路又称薄膜(thin-film)集成电路。另有一种厚膜(thick-film)集成电路(hybrid integrated circuit)是由独立半导体设备和被动组件,集成到衬底或线路板所构成的小型化电路。
(5)汽车芯片是用什么矿产资源扩展阅读:
晶体管发明并大量生产之后,各式固态半导体组件如二极管、晶体管等大量使用,取代了真空管在电路中的功能与角色。到了20世纪中后期半导体制造技术进步,使得集成电路成为可能。
相对于手工组装电路使用个别的分立电子组件,集成电路可以把很大数量的微晶体管集成到一个小芯片,是一个巨大的进步。集成电路的规模生产能力,可靠性,电路设计的模块化方法确保了快速采用标准化集成电路代替了设计使用离散晶体管。
⑹ 汽车芯片是什么东西
汽车芯片是将大量的微电子元器件(晶体管、电阻、电容等)形成的集成电路放在一块塑基上,做成一块芯片。主要是指处理器和控制器芯片。
中国已经成为全球最大的汽车市场,电动化、智能化的趋势推动汽车芯片数量的大幅度提升,车规级芯片国产化已拥有规模基础。
然而,目前国产车规级芯片仍然存在整车应用规模小、车规认证周期长、技术附加价值低、上游产业依赖度高等问题。
汽车芯片规划:
1、建议制定车规级芯片“两步走”的顶层设计路线,实现车规级芯片企业从外部到内部的动力转换。第一步由主机厂和系统供应商共同推动,扶持重点芯片企业。
2、帮助芯片企业首先解决技术门槛较低的车规级芯片国产化问题,提升其车规级国产化体系能力;第二步主要由芯片供应商推动,形成芯片供应商内生动力机制,解决技术门槛高的车规级芯片国产化问题。
3、建议针对具体高技术门槛芯片,推动设立整车、系统、芯片的重大联合攻关专项项目,由政府、企业分摊研发资金,共享专利,占领未来行业制高点。
4、成立重大联合攻关专项项目,集中力量支持技术路线明确但技术储备薄弱、应用前景广泛但前期投入巨大的项目,由政府或头部企业牵头需求端和供给端,分摊研发资金、共享专利,构建需求驱动的协同创新链。
以上内容参考网络-IC芯片
以上内容参考网络-车规级芯片
⑺ 什么是汽车电子芯片
汽车电子芯片是用于汽车上的芯片统称车用芯片。将电路制造在半导体芯片表面上的集成电路又称薄膜(thin-film)集成电路。另有一种厚膜(thick-film)集成电路(hybrid integrated circuit)是由独立半导体设备和被动组件,集成到衬底或线路板所构成的小型化电路。
(7)汽车芯片是用什么矿产资源扩展阅读:
晶体管发明并大量生产之后,各式固态半导体组件如二极管、晶体管等大量使用,取代了真空管在电路中的功能与角色。到了20世纪中后期半导体制造技术进步,使得集成电路成为可能。
相对于手工组装电路使用个别的分立电子组件,集成电路可以把很大数量的微晶体管集成到一个小芯片,是一个巨大的进步。集成电路的规模生产能力,可靠性,电路设计的模块化方法确保了快速采用标准化集成电路代替了设计使用离散晶体管。
⑻ 芯片是用什么材料用什么工具制造的
芯片一般是用硅半导体制造的,其上的元器件采用扩散工艺制造,元器件的连线一般是铝线,芯片的封装材料一般是陶瓷或工程塑料。
芯片的耐热程度取决于硅半导体的材质、制造工艺以及封装的散热能力,一般核心极限温度在168度,当然外壳温度不可能有那么高,否则核心就该融化了。外壳的温度取决与芯片的封装形式、热阻、散热设计、工作频率、芯片的面积和工作状态,一般不会超过100度
⑼ 汽车芯片主要供应商有哪些
恩智浦半导体,2006年11月16日恩智浦半导体正式宣布将以“恩智浦半导体”为其中文品牌名称,在大中华地区进行相关的市场营销与运营活动。作为全球领先的嵌入式应用安全连接技术领导者,恩智浦不断推动着互联汽车、物联终端等智能安全互联应用市场的创新。
恩智浦2015年以112亿美元收购了飞思卡尔,成为了全球最大的汽车半导体供应商。收购完成后两者的总市值超过400亿美元。恩智浦半导体去年被高通收购。
英飞凌其前身是西门子集团的半导体部门,于1999年独立,2000年上市。其中文名称为亿恒科技,2002年后更名为英飞凌科技。目前,英飞凌在中国市场主要生产面向汽车、工业、电源管理和安全智能卡行业的电子元器件及功率器件等产品,包括设计、研发、制造和组装。
⑽ 汽车芯片原材料是什么
汽车芯片原材料硅材料。
芯片主要由硅材料制成,其大小仅有手指甲的一半;一个芯片是由几百个微电路连接在一起的,体积很小。
在芯片上布满了产生脉冲电流的微电路;它是微电子技术的主要产品。集成电路芯片是包括一硅基板、至少一电路、一固定封环、一接地环及至少一防护环的电子元件。
根据国家统计,汽车芯片主要分为三大类,分别为功能芯片,功率半导体以及传感器。
首先,最常见的就是功能芯片,功能芯片包括处理器芯片和控制器芯片,它能实现的功能有:信息娱乐系统、ESP、ABS等系统,反正我们只需要记住,一个汽车能在路上跑,他的车内至少要数10个功能芯片进行信息传递。
第2种功率半导体,它不带有任何功能性,最主要的功能就是负责功率转换,一般用于电源和各种接口。