原创 那些关于芯片的冷知识(下)

2021-2-21 10:02 1136 3 6 分类: 管理
通过上篇【那些关于芯片的冷知识(上)】之后,我们了解了一点关于芯片王国里的细枝末节。在芯片的王国里畅游,它是精致到极点的微小零件,亦是庞大电子行业里的奠基石。那么,关于芯片的有趣冷知识,还有哪些呢?跟着芯仔一起往下探讨吧~

那些芯片的冷知识

人体器官芯片
芯片作用在生活的方方面面,给科技发展带来了巨大的变化。那么,你知道我们人体的器官,也可以通过芯片构造出来吗。从跳动的心脏到会呼吸的肺,人体器官芯片已经成为人类生物学研究中最热门的新兴工具之一。“心脏芯片”、“肺芯片”、“肝脏芯片”、“血管芯片”、“肠芯片”等等,科学家尝试在小小的芯片上构建一个个简化的人体器官。
人体器官芯片可以有效模拟人体生理、病理状态的功能,进行部分临床替代试验,对精准医疗有重要意义——科学家已经能使用患者的细胞,制造出一张患者的器官芯片,以寻找最适合患者的药物或者治疗方法。

世界上绝大多数公司无法独立自造芯片
一颗芯片的制成,是需要经过许多专业设计团队的共同协作和数以百计的制造精密步骤才能制备出来的,其中的复杂冗长步骤,和其要求的精密程度,门槛极高的把大多数公司排在门外。
目前,全球除了Intel、三星等为数不多的公司(IDM商业模式)以外,包括华为、高通、台积电在内的99.9%大企业都没有能力自己完全独立的产出一颗芯片。这些大名鼎鼎的公司,仅仅只是占住了芯片开发流程(设计-制造-封测)中的一个领域而已。说到底,芯片开发是一项技术密集型产业,每一项步骤都十分精密且严谨,稍有差池就满盘皆输。
 并且,芯片前期投入巨大,研发成本更是居高不下。虽然如今很多资本趁着热度入局半导体产业,但这一行业并非一头热的投入就可以短期内有回报。比如,华为海思亏钱亏了7年才开始盈利;当年的三星做内存芯片更是亏钱亏了13年才开始盈利。

流片为什么那么贵?
流片是什么呢?像流水线一样通过一系列工艺步骤制造芯片,这就是流片。简单点说,就是在集成电路设计领域,当一个芯片设计完电路后,就会先生存几片或几十片,以供测试。如果通过测试,就照着这个样子开始大规模生产了,这个大规模生存的芯片就叫做流片。
而通常流片的价格都很贵,究其原因——
一是设计成本高。流片刚开始生存的量很小,因为许多工艺需要验证。而一枚好的芯片,生产一般要经过1000多道工艺,生产周期较长,流片成本就要花费大几千万甚至上亿!如此高的成本之下,市场的价格显然高居不下。
二是流片设备贵:一个新芯片设计出来,想要大规模生存,就需要配套的设备,而价格十分昂贵。并且,当新设备研发出来后,还需要等待客户认证、规模生产和批量推广等等,时间投入成本巨大。因此,流片价格昂贵的原因,与研发单位在前期投入成本很大分不开。

为什么要回收电子料?
想必,大家都能经常看到发回收电子料的人。而回收电子料有什么用呢?有人说,回收电子料的作用和利益是我们无法想象的,回收电子料如果是某些贵金属的电子料,那么其中产生的利益更是翻倍。
首先,回收废旧电子可以进行电子料的拆解,把废旧电子上的电子元件进行拆分利用,这些电子元件是可以被重新利用的且价格与原装电子元件的价格相差不大。如电子元件电容、电阻、电感、晶振等,都可以拆介绍重新利用并且所产生的价值还不小。旧版的手机cpu和电脑cpu上有金,而且含量很大,现如今科技发达导致电子料中的贵金属含量有所降低。
其次,废旧电子料里含有的贵重金属,是电子垃圾带来的附带价值。例如,旧版的手机cpu和电脑cpu上有金,而且含量很大,如今有所降低。

“摩尔定律”
对于芯片半导体的制程技术,大家经常听说到不外乎是14nm、10nm、7nm、5nm等。很多人或许想过,10nm制程的下一代,怎么不是9nm,或者8nm?为什么偏偏是7nm?为什么没有6nm?
这是因为——
14*14= 196 ≈ 200
10*10= 100
7*7= 49 ≈ 50
5*5= 25
观察上面的面积数据,会发现200 -> 100 -> 50 -> 25 ,每一代比上一代减半。而这正是常说到的“摩尔定律”,指集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔两年(经常被引用的为“18个月”)便会增加一倍。

芯片也是需要清洗的?
大多数人可能忽略了芯片生产过程中一个重要的环节——清洗。其实,半导体清洗主要是为了去除芯片生产中产生的各种沾污杂质,是芯片制造中步骤最多的工艺,几乎贯穿整个作业流程。另外,由于硅片的加工过程对洁净度要求非常高,所有与硅片接触的媒介都可能对硅片造成污染,硅片清洗的好坏对器件性能有严重的影响,因此几乎每一步加工都需要清除沾污。
由于芯片制造是一个极其复杂和精致的产业,任何一环出现问题都会前功尽弃。因此,清洗这一环节的作用不容忽视。在半导体设备市场中,晶圆制造设备采购大约占整体的80%,测试设备大约占9%,封装设备大约占7%,其他设备大约占4%;同时清洗设备在晶圆制造设备中的采购费用占比约为6%,因此,可以推算出清洗设备约占半导体设备投资的4.8%。

芯仔小结
芯片与我们的生活息息相关,手机、电脑等等都不离开芯片的加成。作为科技发展列车上的螺丝钉,芯片是人类往前迈进一大步的伟大文明,是承载了无数先人智慧与汗水的结晶。芯片之于我们,是密不可分的存在。庞大的芯片王国,看完这两篇文章之后,你是否对芯片有了新的认知呢?

深圳市中远亚电子有限公司
中远亚电子,在芯片行业深耕十年之久,用芯服务好每一位客户,至今已服务全国1500多家企业。通过源头缩短供应链,节约成本,组建最敏捷的元件供应系统。确切保障交付的时间,从样板起严格控制物料质量,致力成为电子元器件采购的好伙伴。
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作者: 芯广场, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-3925443.html

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文章评论3条评论)

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mianbaoxinren 2021-2-23 13:52

感谢,学到了

我的果果超可爱 2021-2-22 08:26

学习了

yzw92 2021-2-22 06:12

谢谢分享!
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