集成电路基础知识培训讲义.pptx

3、ASIC的分类
ASIC可以分为全定制（Full Custom）半定制（Semi-Custom）
• “全定制(Full-Custom)”是一种基于晶体管级的ASIC设计方式，包 括在晶体管的版图尺寸、位置及布局布线等技术细节上的精心设计， 最后将设计结果交由厂家去进行掩模制造，制造成芯片。这种设计 方法的优点是芯片可以获得最优的性能，即面积利用率高、速度快、 功耗低，而缺点是开发周期长，费用高，只适合大批量产品开发。
这就是“晶圆”，英文为“Wafer”
名词解释
1、光刻：IC生产的主要工艺手段,指用光技术在晶圆上刻 蚀电路。
2、线宽:4微米/1微米/0.6微米/0.35微米/035微米等,是指IC 生产工艺可达到的最小导线宽度,是IC工艺先进水平的主 要指标.线宽越小,集成度就高,在同一面积上就集成更多电 路单元。
在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能之IC产品。晶 圆的原始材料是硅，而地壳表面有用之不竭的二氧化硅。二氧化硅矿石经由电弧炉 提炼，盐酸氯化，并经蒸馏后，制成了高纯度的多晶硅，其纯度高达 0.99999999999。晶圆制造厂再将此多晶硅融解，再于融液内掺入一小粒的硅晶体 晶种，然后将其慢慢拉出，以形成圆柱状的单晶硅晶棒，由于硅晶棒是由一颗小晶 粒在熔融态的硅原料中逐渐生成，此过程称为“长晶”。硅晶棒再经过研磨，抛光， 切片后，即成为积体电路工厂的基本原料——硅晶圆片
IC Base Training
集成电路 基础知识
主讲：罗慧丽
一、集成电路的基本概念及分类Leabharlann 第一节 集成电路的基本概念知识
1、什么是集成电路？
我们通常所说的“芯片”指集成电路, 那什么是集成电路呢？
所谓集成电路就是把一个单元电路或一些功能电路，甚至某一整机的功能电路集中 制作在一个晶片上，再封装在一个便于安装、焊接的外壳中的电路上。集成电路有膜 （薄膜、厚膜）、半导体集成电路及混合集成电路。半导体集成电路是利用半导体工艺 将一些晶体管、电阻器、电容器以及连线等制作在很小的半导体材料或绝缘基片上，形 成一个完整电路，封装在特制的外壳中，从壳内向壳外接出引线，半导体集成电路常用 IC表示。
3、前、后工序:IC制造过程中, 晶圆光刻的工艺(即所谓流 片),被称为前工序,这是IC制造的最要害技术;晶圆流片后, 其切割、封装等工序被称为后工序。
中测（硅片的测试）
中测（Wafer test）是半导体后道封装测试的第一站。 中测有很多个名称，比如针测、晶圆测试、CP（Circuit Probing）、 Wafer Sort、Wafer Probing等等。 中测的目的是将硅片中不良的芯片挑选出来，然后打上红点或者是黑点。
随着IC高度集成化、芯片和封装面积的增大、封装层的薄壳 化以及要求价格的进一步降低，对于模塑料提出了更高且综合性 的要求。
2、集成电路封装形式的简介
集成电路的封装形式有很多，按封装形式可分 三大类，即双列直插型、贴片型和功率型。
在选择器件封装形式应首先考虑其胶体尺寸和 脚间距这两点。胶体尺寸是指器件封装材料部分的 宽度（H），一般用英制mil来标注；脚间距是指器 件引脚间的距离（L），一般用公制mm来标注。
2、集成电路封装形式的简介
1)双列直插封装-DIP (Dual In-line Package)
特点：常见封装方法，可以插入插座中(易于测试) ，也可永久焊接到 印刷电路板的小孔上 ，成本较低，适用范围广 。
胶体尺寸分为：300mil、600mil、750mil三种，常用的是300mil、600mil两种。 脚间距一般均为 2.54mm,一般情况下:
• 半定制(Semi-Custom)”是一种约束性ASIC设计方式。半定制ASIC通 常是包含门阵列(Gata Array)和标准单元(Standard Cell)设计法，这两 种方法都是约束性的设计方法，其主要目的就是简化设计，牺牲芯 片性能为代价来缩短开发时间。
电路设计
版图设计
集成电路芯片的显微照片
集成电路制造流程
1、掩膜版加工 2、晶圆加工
前工序
3、中测（切割、减薄、挑粒）
4、封装或绑定
后工序
5、成测
集成电路制造流程
掩膜版加工
在半导体制造的整个流程中，其中一部分就是从版图到wafer制造中 间的一个过程，即光掩膜或称光罩(mask)制造。这一部分是流程衔接的关 键部分，是流程中造价最高的一部分，也是限制最小线宽的瓶颈之一。
现代光刻依靠的一种类似于放大照片底片的投影印刷。图是简化的曝光过 程。透镜系统校准一个强UV光源，称为光罩的金属盘子会挡住光线。UV 光穿过光罩中透明的部分和另外的透镜在wafer上形成图像。
晶圆的介绍
晶圆是指硅半导体积体电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆； 它多指单晶圆片，由普通的硅沙提炼而成，是最常用的半导体材料。它的常用直径 尺寸分为4英寸、5英寸、6英寸、8英寸等规格，近来发展出12英寸甚至更大规格的， 晶圆越大，同一圆片上可生产的IC就越多，可降低成本，但要求材料技术和生产技 术更高。
所用到的设备有测试机（IC Tester）、探针卡（Probe Card）、探针台 （Prober）以及测试机与探针卡之间的接口（Mechanical Interface）。
集成电路的封装
1、什么是集成电路的封装
集成电路的封装就是将封装材料和半导体芯片结合在一起， 形成一个以半导体为基础的电子功能块器件。封装材料除了保护 芯片不受外界灰尘、潮气、机械冲击外，还起到了机械支撑和散 热的功能。当今约有90%的芯片用模塑料进行封装。
集成电路的英文是：Integrated Circuit 简称为IC
2、集成电路的分类
• 通用集成电路General IC 例如单片机、存储器等，通用都可以理解为一般常用的。
• 专用集成电路Application Specific Integrated Circuit 简称为ASIC ASIC是专门为了某一种或几种特定功能而设计的，它也 是相对于通用集成电路而言的，除通用的一些集成电路外， 都可称为专用集成电路。