简述什么是集成电路行业（200万年薪的应届生

1 什么是集成电路

集成电路，英文，缩写为IC；顾名思义，就是一定数量的常用电子元件，如电阻、电容、晶体管等，以及这些元件之间的连接，通过半导体技术集成在一起。功能电路。

2集成电路的分类

①功能结构

集成电路又称IC，按其功能和结构可分为模拟集成电路、数字集成电路和数模混合集成电路三大类。

模拟集成电路又称线性电路，用于产生、放大和处理各种模拟信号（指幅度随时间变化的信号。如半导体收音机的音频信号、录像机的磁带信号等。 )，其输入信号与输出信号成正比。数字集成电路用于产生、放大和处理各种数字信号（指在时间和幅度上具有离散值的信号。例如3G手机、数码相机、计算机CPU、数字电视逻辑控制和播放音频信号和视频信号）。

②生产过程

集成电路按制造工艺可分为半导体集成电路和薄膜集成电路。

薄膜集成电路又分为厚膜集成电路和薄膜集成电路。

③融合程度

集成电路可分为：

SSIC小规模集成电路()

MSIC 中型集成电路 ()

LSIC大规模集成电路()

超大规模集成电路（VLSI）

ULSIC（ULSIC）

GSIC 也称为超大规模集成电路或超大规模集成电路 (VLSI)。

④导电型

集成电路按导电类型可分为双极集成电路和单极集成电路，它们都是数字集成电路。

双极型集成电路生产工艺复杂，功耗较大，即集成电路有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等类型。单极集成电路的生产工艺简单，功耗也低，易于制成大规模集成电路。具有代表性的集成电路有CMOS、NMOS、PMOS等类型。

⑤使用

集成电路可分为电视集成电路、音响集成电路、影碟机集成电路、录像机集成电路、计算机（微机）集成电路、电子琴集成电路、通讯集成电路、照相机集成电路、遥控器控制集成电路、语言集成电路、报警集成电路及各种专用集成电路。

⑥应用

集成电路按应用领域可分为标准通用集成电路和专用集成电路。

⑦按形状

集成电路按形状可分为圆形（金属外壳晶体管封装型，一般适用于大功率）、扁平型（稳定性好、体积小）和双列直插型。

3集成电路的工作原理

集成电路 () 是一种微型电子设备或组件。采用一定的工艺，将电路中所需的晶体管、电阻、电容、电感等元器件和布线互连，制作在一小块或几块小的半导体晶片或介质基板上，然后封装在一个封装中。 ，成为具有所需电路功能的微型结构；使所有元器件在结构上形成一个整体，使电子元器件向小型化、低功耗、智能化、高可靠性迈进了一大步。

4集成电路的结构与组成

(1）纸上的IC

一般来说，我们使用自上而下的层次结构来理解集成电路，这样更容易理解，更有条理。

1）系统级

以手机为例。整个手机是一个复杂的电路系统。它可以打电话、玩游戏、听音乐和哔哔声。它由多个芯片和相互连接的电阻、电感、电容组成，称为系统级。 （当然随着技术的发展，在一个芯片上制作整个系统的技术也出现了很多年——SoC技术）

2）模块级

在整个系统中划分为多个功能模块来执行各自的功能。一些管理电源，一些通信，一些显示，一些说话，一些领导全球计算，等等。我们称之为模块级别。这里的每一个模块都是一个宏大的领域，汇聚着无数人类智慧的结晶，也支撑着众多公司。

3）注册传输层（RTL）

那么每个模块由什么组成？以占整个系统很大比例的数字电路模块（它专门负责逻辑运算，处理的电信号为离散0和1）为例。它由寄存器和组合逻辑组成电路。

所谓寄存器，就是可以暂存逻辑值的电路结构。它需要一个时钟信号来控制逻辑值存储的时间长度。

在现实中，我们需要一个时钟来测量时间的长短，电路中也需要一个时钟信号来统筹安排。时钟信号是一个周期性稳定的矩形波。实际上，一秒钟的运动对我们来说是一个基本的时间尺度，电路中矩形波振荡的一个周期就是他们世界的一个时间尺度。电路元件根据这个时间尺度相应地行动并履行它们的义务。

组合逻辑是许多“与(AND)、或(OR)、非(NOT)”逻辑门的组合。例如，两个串联的灯泡，每个都有一个开关，只有在两个开关都打开时才会亮起。这称为 AND 逻辑。

一个复杂的功能模块由许多寄存器和组合逻辑组成。这一层称为寄存器传输层。

图中的三角形和圆形是一个非门，旁边的设备是寄存器，D是输入，Q是输出，时钟信号输入到clk端。

4）门级

寄存器传输阶段的寄存器实际上是由AND-OR逻辑组成的，细分为AND、OR和NOT逻辑以达到门级（它们就像门一样，阻断/允许电信号的进出，因此得名）。

5）晶体管级

无论是数字电路还是模拟电路，底层都是晶体管级。所有逻辑门（AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR、XOR 等）均由晶体管组成。所以，集成电路从宏观到微观，到底层，其实都是晶体管和连接它们的导线。

在早期，双极晶体管 (BJT) 使用较多，俗称三极管。它接一个电阻、一个电源、一个电容，它本身就具有放大信号的作用。就像积木一样，它可以用来构建各种各样的电路，例如开关、电压/电流源电路、上面提到的逻辑门、滤波器、比较器、加法器甚至积分器等等。由 BJT 构建的电路我们称为 TTL(-) 电路。 BJT的电路符号如下：

后来，金属氧化物半导体场效应晶体管（MOST）的出现以优异的电特性和超低功耗席卷了IC领域。除了模拟电路中的BJT，目前的集成电路基本上都是由MOS管组成。同样，可以用它构建数千个电路。并且通过适当的连接也可以用作电阻、电容等基本电路元件。电路符号如下：

如前所述，在实际的工业生产中，芯片的制造其实就是成千上万个晶体管的制造过程。

实际上，制造芯片的层次顺序是颠倒的，从最底层的晶体管开始，逐层构建。

基本上按照“三极管->芯片->电路板”的顺序，我们最终可以得到电子产品的核心部件——电路板。

(2）集成电路制造

想直接看芯片制造的可以直接点这里。

以下光刻机主要是指步进和扫描光刻机。

1）首先我们知道光刻的一般流程是在一个圆片（通常直径300mm）上涂上一层光刻胶，然后光线通过已经刻好的电路图案() 将掩模( )照射在晶圆上，使晶圆上的光刻胶部分感光（对应有图案的部分），然后进行溶解光刻胶、刻蚀晶圆等后续工艺。然后再涂上一层光刻胶，重复上述步骤数十次即可达到要求的要求；

2）简化结构如下图所示。标线片和晶片各自安装在移动台上。光刻时，两者移动到指定位置，光源开启。光线通过掩模版后，通过透镜，将电路图案缩小到原始尺寸的四分之一，然后将其投射到晶圆上，光刻胶在晶圆上部分曝光。

3）一个圆片上有很多Die，每个Die都刻有相同的电路图案，即一个圆片可以生产很多芯片。典型的裸片尺寸为 26 & 次； 32毫米。光刻机主要有两种，一种叫做光刻机，就是在晶圆上的掩膜和裸片移动到位后，打开和关闭光源，完成一次光刻，然后晶圆移动完成光刻。下一步模具到位，然后进行一次光刻，依此类推。另一种光刻机叫做光刻机，即将光限制在狭缝的区域内。光刻时，掩模和晶圆同时移动，使光线以扫描方式扫描裸片的区域，从而使电路图案刻在晶圆上（见下图（b）） 该比率的优点是可以提供更大的裸片尺寸。原因在于，对于固定尺寸的圆形镜头，比如直径为32mm的圆形（指投影面积的大小），它允许通过的光线的面积大小是有限的。如果采用步进扫描法进行光刻，一个die的面积必须包含在一个直径为32mm的圆内，因此可以得到的最大die尺寸为22×22mm；如果采用步进扫描方式，镜头所能提供的矩形区域长度可达26mm（26×8mm）甚至更长。如果将光学狭缝设置为这个尺寸，通过扫描可以获得26×Lmm的面积（L为扫描长度）。区域代表性如下图（a）所示。同一个镜头可以做到更大面积的一点是，当你需要生产更大的芯片时，更换更大镜头的成本就很高了。

4）的步进扫描过程示意图如下：

5）为了防止各层电路相互干扰，需要对上下平台进行精确的运动控制。扫描时，上下平台应处于匀速运动阶段。目前最小的堆叠误差小于2nm（单机内）或3nm（机间）。

6）光源的波长一般为365、248、193、157甚至13.5nm(EUV,)。由于光刻工艺受衍射限制，光源波长越小，可以制作的芯片尺寸越小。

7）在透镜和晶圆之间添加折射率大于1的液体（如水）可以减少光的波长，从而提高NA（数值孔径）和分辨率。这种光刻机称为浸入式()光刻机。

8）目前世界上高端光刻机的主要厂商有ASML、尼康和佳能。佳能可能已经死了。尼康每年都会召开一次会议。

5种集成电路封装形式

(1）SOP小外形封装

SOP，也称为 SOL 和 DFP，是一种非常常见的组件形式。它也是表面贴装封装之一，引脚从封装的两侧引出，呈鸥翼（L形）形状。包装材料分为塑料和陶瓷两种。始于 70 年代后期。

SOP 封装有广泛的应用。 SOP除了用于存储器LSI外，在输入输出端子不超过10-40的领域是最流行的表面贴装封装。后来为了适应生产的需要，逐渐衍生出SOJ、SSOP、TSSOP、SOIC等一些小外形封装。

(2)PGA 引脚网格阵列封装

PGA芯片封装在微处理器的封装中很常见。通常，集成电路（IC）封装在陶瓷芯片中。陶瓷芯片底部排列成方针。这些引脚可以插入并焊接到电路板上的相应插座中，非常适合需要频繁插波的应用。对于具有相同引脚的芯片，PGA 封装通常比过去常见的双列直插式封装需要更少的面积。

PGA封装具有插件操作更方便、可靠性高、对更高频率的适应性等特点。早期的 芯片，InTel 系列 CPU 中的 80486 和 80486 都采用这种封装形式。

(3）BGA球栅阵列封装

BGA 封装是从 PGA 引脚网格阵列改进而来的。它是一种封装方法，其中表面覆盖有网格状排列的引脚。在操作期间，可以从集成电路传输电子信号。传导至其所在的印刷电路板。在 BGA 封装下，封装底部的引脚被焊球取代，焊球可以手动放置，也可以通过自动机器放置并通过助焊剂定位。

BGA 封装可以容纳比其他封装（例如双列直插封装或四方扁平封装）更多的引脚。器件的整个表面都可以用作引脚，这比周围有限的封装类型更有效。具有更短的平均线长，可实现更高的高速性能。

（4）DIP封装

所谓DIP封装是指以双列直插形式封装的集成电路芯片。 . DIP 封装的 CPU 芯片有两排引脚，需要插入具有 DIP 结构的芯片插槽中。 DIP 封装的芯片应小心地从芯片插槽中取出，以免损坏引脚。

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