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半导体名词解析
半导体材料是芯片制造的基石。不同类型的半导体材料决定了芯片的基本属性和性能。
来源: | 作者:pmoe2a7d5 | 发布时间: 2024-01-26 | 981 次浏览 | 分享到:

1.Wafer(晶圆)指制作硅半导体电路所用的硅晶片,其原始材料是硅。高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种,然后慢慢拉出,形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨,抛光,切片后,形成硅晶圆片,也就是晶圆。

硅晶圆:硅是晶圆制造的材料,硅晶圆通常直径为2英寸、4英寸、6英寸、8英寸、12英寸等。根据硅晶圆的掺杂类型,又可以分为N型和P型两种。

氮化镓晶圆:氮化镓是一种宽能隙的半导体材料,氮化镓晶圆通常直径为2英寸、4英寸、6英寸、8英寸等,主要用于制造高速电子器件和LED灯。

碳化硅晶圆:碳化硅是一种宽带隙的半导体材料,碳化硅晶圆通常直径为2英寸、3英寸、4英寸、6英寸等,主要用于制造高温、高频、高压电子器件。

2.Chip(芯片):指的是芯片,也就是集成电路的一种,是将多个Die封装在一起的集成电路。它是半导体制造的最终产品,包含了芯片的所有电路和功能。按照常见的使用功能分类,芯片可以分为处理器芯片、存储器、传感器、电源管理芯片、通信芯片、接口芯片、专用集成电路(ASIC)等。处理器芯片主要用于系统中承担具体计算和控制任务,如MCU、CPU、GPU、NPU等;存储器芯片主要用于存储数据,如DRAM、SRAM、Flash等;传感器芯片主要用于采集、呈现和交互信息,如一般意义上的传感器、输入输出设备等;通信芯片主要用于系统中的通讯功能,如WiFi、蓝牙、5G基带、GPS、NB-IoT、网卡、交换机等。

3.Die(晶粒):指芯片内部由多个晶粒构成的零件,每个晶粒都有一个晶格结构,是芯片制造的基本组成部分。在制造芯片的过程中,晶粒的制造是非常重要的环节,它涉及到多个工艺流程,如单晶制备、切割晶片、扩散制程和清晰涂层等。晶粒的尺寸大小也会影响芯片的性能,根据其直径可分为微型晶粒、小型晶粒、中型晶粒、大型晶粒和巨大晶粒等。选择合适的晶粒大小需要综合考虑芯片的工作速度、散热效果、稳定性和可靠性等多个因素。总之,了解晶粒的基本概念和制造工艺对于深入了解微电子产业和芯片制造技术至关重要。根据粒度,晶粒可以分为砾晶、砂晶、粉晶、泥晶等。根据形态,晶粒可以分为极粗晶、粗晶、中晶、细晶及极细晶等。

4.EPI(外延层):指在集成电路制造工艺中,生长沉积在晶圆衬底上的部分。在某些情况下,需要硅片有非常纯的与衬底有相同晶体结构(单晶)的硅表面,还要保持对杂质类型和浓度的控制。这通常通过在硅表面淀积一个外延层来实现。外延层可以是同质外延层(例如Si/Si),也可以是异质外延层(例如SiGe/Si或SiC/Si等)。在集成电路工艺中,常用的外延技术包括气相、液相和分子束外延等,其中CVD外延是应用广泛的一种。CVD外延温度较低,可以减少自掺杂效应和扩散效应等,近年来应用较多。

5.Fabrication(制造):在半导体领域中,是指制造的过程。这个过程涉及将集成电路设计转化为实际的产品,包括晶圆的准备、薄膜的沉积、光刻、刻蚀、离子注入、测试和封装等步骤。Fabrication是半导体产业中非常重要的环节,需要高精度的工艺控制和设备。随着技术的不断发展,Fabrication的工艺也在不断进步,以实现更小的制程、更高的集成度和更低的成本。

6.RF(射频):指可以辐射到空间的电磁频率,频率范围从300KHz~30GHz之间。在半导体芯片中,射频芯片是一种将无线电信号通信转换为特定无线电信号波形并通过天线谐振将其发送出去的无线电信号处理单元。

7.Cell(单元):通常指的是集成电路中的基本单元,它是构成整个电路的基本组成部分。每个Cell都有特定的功能,例如逻辑门、存储单元等,并且由特定的器件和连线组成。通过将多个Cell按照一定的规则组合起来,就可以实现复杂的电路功能。Cell的设计和优化是半导体制造中非常重要的一环。同时,为了提高电路的性能和降低成本,还需要对Cell进行优化,例如通过调整器件的尺寸、形状、材料等参数,以及优化Cell的布局和连线等。Cell是半导体制造中的基本单元,其设计和优化对于提高集成电路的性能、降低成本、缩短研发周期等方面都具有重要意义。

Cell分类:

逻辑门Cell:逻辑门是实现逻辑运算的电路,其Cell包括与门、或门、非门等。这些Cell由晶体管和电阻器等器件组成,可以实现基本的逻辑运算功能。

存储单元Cell:存储单元是实现存储功能的电路,其Cell包括静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)等。这些Cell由晶体管和电容等器件组成,可以实现数据的存储和读取功能。

输入输出Cell:输入输出Cell是实现电路与外部设备进行通信的电路,其Cell包括输入缓冲器、输出缓冲器等。这些Cell由晶体管和电阻器等器件组成,可以实现信号的输入和输出功能。

模拟电路Cell:模拟电路Cell是实现模拟信号处理的电路,其Cell包括运算放大器、比较器等。这些Cell由晶体管和电阻器等器件组成,可以实现模拟信号的处理和转换功能。

特殊Cell:特殊Cell包括时钟发生器、振荡器等特殊功能的电路,其Cell由特定的器件和连线组成,可以实现特定的功能。

8.IP核:IP核(Intellectual Property Core)是一种可重用的设计模块,通常用于集成电路设计。IP核是在集成电路的可重用设计方法学中提出的,指某一方提供的、形式为逻辑单元、芯片设计的可重用模组。IP核通常已经通过了设计验证,设计人员以IP核为基础进行设计,可以缩短设计所需的周期。IP核可以通过协议由一方提供给另一方,或由一方独自占有。IP核可以分为软核、硬核和固核。软核通常作为RTL(寄存器传输级)交付给芯片设计人员,允许芯片设计人员在功能级别修改设计,但许多IP供应商不对修改后的设计提供保证或支持。硬核是物理级的设计,可以直接在芯片上实现。固核则是介于软核和硬核之间的一种形式,它提供了物理设计和逻辑设计的中间层。IP核的概念源于产品设计。专用集成电路(ASIC)和现场可编程门阵列(FPGA)逻辑系统的设计人员可以使用IP内核作为构建块。每个IP核都是设计逻辑的可重用组件,具有已定义的接口和行为,已由其创建者验证并集成到更大的设计中。

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