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大众汽车因为芯片短缺濒临停产,芯片已经成为我们的物件。手机需要芯片、汽车需要芯片、电脑需要芯片,只要是高科技产品都需要芯片,那你知道芯片到底是什么吗?为何如此重要?芯片的本质是半导体加集成电路,它是一种把电路小型化并制造在一块半导体晶圆上,一种具有功能的微型电路。为什么这个东西叫芯片呢?片是因为形状,而芯的意思是电子设备的心脏、大脑、中枢,所以管它叫芯片。正是这个名字,很多人对芯片有误解,认为只有像电脑里CPU那种才是芯片。电脑中的CPU属于逻辑芯片,可以逻辑控制,有运算能力。但是芯片还有很多类型,比如5G、Wi-Fi、蓝牙这种通信芯片,还有像内存、优盘里的存储芯片,还包括手机里陀螺仪那种传感芯片等等。
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。
按其制作工艺不同,可分为半导体集成电路、膜集成电路和混合集成电路三类。半导体集成电路是采用半导体工艺技术,在硅基片上制作包括电阻、电容、三管、二管等元器件并具有某种电路功能的集成电路;膜集成电路是在玻璃或陶瓷片等缘物体上,以“膜”的形式制作电阻、电容等无源器件。无源元件的数值范围可以作得很宽,精度可以作得很高。但目前的技术水平尚无法用“膜”的形式制作晶体二管、三管等有源器件,因而使膜集成电路的应用范围受到很大的限制。在实际应用中,多半是在无源膜电路上外加半导体集成电路或分立元件的二管、三管等有源器件,使之构成一个整体,这便是混合集成电路。根据膜的厚薄不同,膜集成电路又分为厚膜集成电路(膜厚为1μm~10μm)和薄膜集成电路(膜厚为1μm以下)两种。在家电维修和一般性电子制作过程中遇到的主要是半导体集成电路、厚膜电路及少量的混合集成电路。
芯片可以用于航天、汽车、工业、消费不同的领域,所以可以按照不同应用场景分类,分为民用级(消费级),工业级,汽车级,军工级芯片,主要是因为这些领域对芯片的性能要求不一样,尤其是温度范围、工艺精度、使用寿命等。举个例子:工业级芯片比商业级芯片的温度范围要更宽,航天级芯片的性能好,同时价格也贵。如今芯片的制造工艺也成为人们重点关注的对象,制程越代表着芯片的性能水平越高。因此芯片也可以按照制造工艺来分,常见的分类有5nm芯片,7nm芯片,14nm芯片,28nm芯片。
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