㈠ 晶元是怎麼做成的
晶元內部製造工藝:
晶元製造的整個過程包括晶元設計、晶元製造、封裝製造、測試等。晶元製造過程特別復雜。
首先是晶元設計,根據設計要求,生成「圖案」
1、晶片材料
矽片的成分是硅,硅由石英砂精製而成。矽片經硅元素(99.999%)提純後製成硅棒,成為製造集成電路的石英半導體材料。晶元是晶元製造所需的特定晶片。晶圓越薄,生產成本就越低,但對工藝的要求就越高。
2、晶圓塗層
晶圓塗層可以抵抗氧化和溫度,其材料是一種光致抗蝕劑。
3、晶圓光刻顯影、蝕刻
首先,在晶圓(或基板)表面塗覆一層光刻膠並乾燥。乾燥的晶片被轉移到光刻機上。通過掩模,光將掩模上的圖案投射到晶圓表面的光刻膠上,實現曝光和化學發光反應。曝光後的晶圓進行二次烘烤,即所謂曝光後烘烤,烘烤後的光化學反應更為充分。
最後,顯影劑被噴在晶圓表面的光刻膠上以形成曝光圖案。顯影後,掩模上的圖案保留在光刻膠上。糊化、烘烤和顯影都是在均質顯影劑中完成的,曝光是在平版印刷機中完成的。均化顯影機和光刻機一般都是在線操作,晶片通過機械手在各單元和機器之間傳送。
整個曝光顯影系統是封閉的,晶片不直接暴露在周圍環境中,以減少環境中有害成分對光刻膠和光化學反應的影響。
4、添加雜質
相應的p和n半導體是通過向晶圓中注入離子而形成的。
具體工藝是從矽片上的裸露區域開始,將其放入化學離子混合物中。這個過程將改變摻雜區的傳導模式,使每個晶體管都能打開、關閉或攜帶數據。一個簡單的晶元只能使用一層,但一個復雜的晶元通常有許多層。
此時,該過程連續重復,通過打開窗口可以連接不同的層。這與多層pcb的製造原理類似。更復雜的晶元可能需要多個二氧化硅層。此時,它是通過重復光刻和上述工藝來實現的,形成一個三維結構。
5、晶圓
經過上述處理後,晶圓上形成點陣狀晶粒。用針法測試了各晶粒的電學性能。一般來說,每個晶元都有大量的晶粒,組織一次pin測試模式是一個非常復雜的過程,這就要求盡可能批量生產相同規格型號的晶元。數量越大,相對成本就越低,這也是主流晶元設備成本低的一個因素。6、封裝
同一片晶元芯可以有不同的封裝形式,其原因是晶片固定,引腳捆綁,根據需要製作不同的封裝形式。例如:DIP、QFP、PLCC、QFN等,這主要取決於用戶的應用習慣、應用環境、市場形態等外圍因素。
6、測試和包裝
經過上述過程,晶元生產已經完成。這一步是測試晶元,去除有缺陷的產品,並包裝。
(1)新一代存儲晶元怎麼做擴展閱讀:
晶元組是一組集成電路「晶元」一起工作,並作為產品銷售。它負責將計算機的核心微處理器與機器的其他部件連接起來。它是決定主板級別的重要組件。過去,晶元組是由多個晶元組成,逐漸簡化為兩個晶元。
在計算機領域,晶元組通常是指計算機主板或擴展卡上的晶元。在討論基於英特爾奔騰處理器的個人電腦時,晶元組這個詞通常指兩種主要的主板晶元組:北橋和南橋。晶元組製造商可以,而且通常是獨立於主板的。
例如,PC主板晶元組包括NVIDIA的NFORCE晶元組和威盛電子公司的KT880,它們都是為AMD處理器或許多英特爾晶元組開發的。
單晶元晶元組已經推出多年,如sis 730。
㈡ 我想知道手機或者電腦裡面cpu。晶元是怎麼做的呢
CPU的生產過程編輯
要了解CPU的生產工藝,我們需要先知道CPU是怎麼被製造出來的。
(1)
生產CPU等晶元的材料是半導體,現階段主要的材料是硅Si,這是一種非金屬元素,從化學的角度來看,由於它處於元素周期表中金屬元素區與非金屬元素區的交界處,所以具有半導體的性質,適合於製造各種微小的晶體管,是目前最適宜於製造現代大規模集成電路的材料之一。
在硅提純的過程中,原材料硅將被熔化,並放進一個巨大的石英熔爐。這時向熔爐里放入一顆晶種,以便硅晶體圍著這顆晶種生長,直到形成一個幾近完美的單晶硅。以往的硅錠的直徑大都是300毫米,而CPU廠商正在增加300毫米晶圓的生產。
(2)
硅錠造出來了,並被整型成一個完美的圓柱體,接下來將被切割成片狀,稱為晶圓。晶圓才被真正用於CPU的製造。所謂的「切割晶圓」也就是用機器從單晶硅棒上切割下一片事先確定規格的硅晶片,並將其劃分成多個細小的區域,每個區域都將成為一個CPU的內核(Die)。一般來說,晶圓切得越薄,相同量的硅材料能夠製造的CPU成品就越多。
(3)
在經過熱處理得到的硅氧化物層上面塗敷一種光阻(Photoresist)物質,紫外線通過印製著CPU復雜電路結構圖樣的模板照射硅基片,被紫外線照射的地方光阻物質溶解。而為了避免讓不需要被曝光的區域也受到光的干擾,必須製作遮罩來遮蔽這些區域。這是個相當復雜的過程,每一個遮罩的復雜程度得用10GB數據來描述。
(4)
這是CPU生產過程中重要操作,也是CPU工業中的重頭技術。蝕刻技術把對光的應用推向了極限。蝕刻使用的是波長很短的紫外光並配合很大的鏡頭。短波長的光將透過這些石英遮罩的孔照在光敏抗蝕膜上,使之曝光。接下來停止光照並移除遮罩,使用特定的化學溶液清洗掉被曝光的光敏抗蝕膜,以及在下面緊貼著抗蝕膜的一層硅。
然後,曝光的硅將被原子轟擊,使得暴露的硅基片局部摻雜,從而改變這些區域的導電狀態,以製造出N井或P井,結合上面製造的基片,CPU的門電路就完成了。
(5)
為加工新的一層電路,再次生長硅氧化物,然後沉積一層多晶硅,塗敷光阻物質,重復影印、蝕刻過程,得到含多晶硅和硅氧化物的溝槽結構。重復多遍,形成一個3D的結構,這才是最終的CPU的核心。每幾層中間都要填上金屬作為導體。Intel的Pentium 4處理器有7層,而AMD的Athlon 64則達到了9層。層數決定於設計時CPU的布局,以及通過的電流大小。
(6)
這時的CPU是一塊塊晶圓,它還不能直接被用戶使用,必須將它封入一個陶瓷的或塑料的封殼中,這樣它就可以很容易地裝在一塊電路板上了。封裝結構各有不同,但越高級的CPU封裝也越復雜,新的封裝往往能帶來晶元電氣性能和穩定性的提升,並能間接地為主頻的提升提供堅實可靠的基礎。
(7)
測試是一個CPU製造的重要環節,也是一塊CPU出廠前必要的考驗。這一步將測試晶圓的電氣性能,以檢查是否出了什麼差錯,以及這些差錯出現在哪個步驟(如果可能的話)。接下來,晶圓上的每個CPU核心都將被分開測試。
由於SRAM(靜態隨機存儲器,CPU中緩存的基本組成)結構復雜、密度高,所以緩存是CPU中容易出問題的部分,對緩存的測試也是CPU測試中的重要部分。
每塊CPU將被進行完全測試,以檢驗其全部功能。某些CPU能夠在較高的頻率下運行,所以被標上了較高的頻率;而有些CPU因為種種原因運行頻率較低,所以被標上了較低的頻率。最後,個別CPU可能存在某些功能上的缺陷,如果問題出在緩存上,製造商仍然可以屏蔽掉它的部分緩存,這意味著這塊CPU依然能夠出售,只是它可能是Celeron等低端產品。
當CPU被放進包裝盒之前,一般還要進行最後一次測試,以確保之前的工作準確無誤。根據前面確定的最高運行頻率和緩存的不同,它們被放進不同的包裝,銷往世界各地。
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隨著生產工藝的進步,CPU應該是越做越小?可為什麼現在CPU好像尺寸並沒有減少多少,那麼是什麼原因呢?實際上CPU廠商很希望把CPU的集成度進一步提高,同樣也需要把CPU做得更小,但是因為現在的生產工藝還達不到這個要求。
生產工藝這4個字到底包含些什麼內容呢,這其中有多少高精尖技術的匯聚,CPU生產廠商是如何應對的呢?下文將根據上面CPU製造的7個步驟展開敘述,讓我們一起了解當今不斷進步的CPU生產工藝。
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硅晶圓尺寸是在半導體生產過程中硅晶圓使用的直徑值。硅晶圓尺寸越大越好,因為這樣每塊晶圓能生產更多的晶元。比如,同樣使用0.13微米的製程在200mm的晶圓上可以生產大約179個處理器核心,而使用300mm的晶圓可以製造大約427個處理器核心,300mm直徑的晶圓的面積是200mm直徑晶圓的2.25倍,出產的處理器個數卻是後者的2.385倍,並且300mm晶圓實際的成本並不會比200mm晶圓來得高多少,因此這種成倍的生產率提高顯然是所有晶元生產商所喜歡的。
然而,硅晶圓具有的一個特性卻限制了生產商隨意增加硅晶圓的尺寸,那就是在晶圓生產過程中,離晶圓中心越遠就越容易出現壞點。因此從硅晶圓中心向外擴展,壞點數呈上升趨勢,這樣我們就無法隨心所欲地增大晶圓尺寸。
總的來說,一套特定的硅晶圓生產設備所能生產的硅晶圓尺寸是固定的,如果對原設備進行改造來生產新尺寸的硅晶圓的話,花費的資金是相當驚人的,這些費用幾乎可以建造一個新的生產工廠。不過半導體生產商們也總是盡最大努力控制晶圓上壞點的數量,生產更大尺寸的晶圓,比如8086 CPU製造時最初所使用的晶圓尺寸是50mm,生產Pentium 4時使用200mm的硅晶圓,而Intel新一代Pentium 4 Prescott則使用300mm尺寸硅晶圓生產。300mm晶圓被主要使用在90納米以及65納米的晶元製造上。
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蝕刻尺寸是製造設備在一個硅晶圓上所能蝕刻的一個最小尺寸,是CPU核心製造的關鍵技術參數。在製造工藝相同時,晶體管越多處理器內核尺寸就越大,一塊硅晶圓所能生產的晶元的數量就越少,每顆CPU的成本就要隨之提高。反之,如果更先進的製造工藝,意味著所能蝕刻的尺寸越小,一塊晶圓所能生產的晶元就越多,成本也就隨之降低。比如8086的蝕刻尺寸為3μm,Pentium的蝕刻尺寸是0.90μm,而Pentium 4的蝕刻尺寸當前是0.09μm(90納米)。目前Intel的300mm尺寸硅晶圓廠可以做到0.065μm(65納米)的蝕刻尺寸。
此外,每一款CPU在研發完畢時其內核架構就已經固定了,後期並不能對核心邏輯再作過大的修改。因此,隨著頻率的提升,它所產生的熱量也隨之提高,而更先進的蝕刻技術另一個重要優點就是可以減小晶體管間電阻,讓CPU所需的電壓降低,從而使驅動它們所需要的功率也大幅度減小。所以我們看到每一款新CPU核心,其電壓較前一代產品都有相應降低,又由於很多因素的抵消,這種下降趨勢並不明顯。
我們前面提到了蝕刻這個過程是由光完成的,所以用於蝕刻的光的波長就是該技術提升的關鍵。目前在CPU製造中主要是採用2489埃和1930埃(1埃=0.1納米)波長的氪/氟紫外線,1930埃的波長用在晶元的關鍵點上,主要應用於0.18微米和0.13微米製程中,而目前Intel是最新的90納米製程則採用了波長更短的1930埃的氬/氟紫外線。
以上兩點就是CPU製造工藝中的兩個因素決定,也是基礎的生產工藝。這里有些問題要說明一下。Intel是全球製造技術最先進且擁有工廠最多的公司(Intel有10家以上的工廠做CPU),它掌握的技術也相當多,後面有詳細敘述。AMD和Intel相比則是一家小公司,加上新工廠Fab36,它有3家左右的CPU製造工廠。同時AMD沒有能力自己研發很多新技術,它主要是通過戰略合作關系獲取技術。
在0.25微米製程上,AMD和Intel在技術上處於同一水平,不過在向0.18微米轉移時落在了後面。在感覺無法獨自趕上Intel之後,AMD和摩托羅拉建立了戰略合作夥伴關系。摩托羅拉擁有很多先進的電子製造技術,用於Apple電腦PowerPC的晶元HiPerMOS7(HiP7)就是他們完成的;AMD在獲得授權後一下子就擁有了很多新技術,其中部分技術甚至比Intel的0.13微米技術還要好。現在AMD選擇了IBM來共同開發65納米和45納米製造技術。它選擇的這些都是相當有前景的合作夥伴,特別是IBM,一直作為業界的技術領袖,它是第一個使用銅互連、第一個使用低K值介電物質、第一個使用SOI等技術的公司。AMD獲得的大多數技術很先進,而且對生產設備的要求不高,生產成本控制的很低,這也是AMD的優勢。
圖為AMD的新工廠Fab36中採用的APM 3.0 (Automated Precision Manufacturing)技術,可進一步實現製造的自動化,效率化。同時AMD還建造了自己的無塵實驗室。
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在前面的第5節「重復、分層」中,我們知道了不同CPU的內部互連層數是不同的。這和廠商的設計是有關的,但它也可以間接說明CPU製造工藝的水平。這種設計沒有什麼好說的了,Intel在這方面已經落後了,當他們在0.13微米製程上使用6層技術時,其他廠商已經使用7層技術了;而當Intel准備好使用7層時,IBM已經開始了8層技術;當Intel在Prescott中引人7層帶有Low k絕緣層的銅連接時,AMD已經用上9層技術了。更多的互連層可以在生產上億個晶體管的CPU(比如Prescott)時提供更高的靈活性。
我們知道當晶體管的尺寸不斷減小而處理器上集成的晶體管又越來越多的時候,連接這些晶體管的金屬線路就更加重要了。特別是金屬線路的容量直接影響信息傳送的速度。在90納米製程上,Intel推出了新的絕緣含碳的二氧化硅來取代氟化硅酸鹽玻璃,並同時表示這可以增加18%的內部互連效率。
㈢ 存儲晶元是什麼材料做的
對存儲行業而言,存儲晶元主要以兩種方式實現產品化:
1、ASIC技術實現存儲晶元
ASIC(專用集成電路)在存儲和網路行業已經得到了廣泛應用。除了可以大幅度地提高系統處理能力,加快產品研發速度以外,ASIC更適於大批量生產的產品,根椐固定需求完成標准化設計。在存儲行業,ASIC通常用來實現存儲產品技術的某些功能,被用做加速器,或緩解各種優化技術的大量運算對CPU造成的過量負載所導致的系統整體性能的下降。
2、FPGA 技術實現存儲晶元
FPGA(現場可編程門陣列)是專用集成電路(ASIC)中級別最高的一種。與ASIC相比,FPGA能進一步縮短設計周期,降低設計成本,具有更高的設計靈活性。當需要改變已完成的設計時,ASIC的再設計時間通常以月計算,而FPGA的再設計則以小時計算。這使FPGA具有其他技術平台無可比擬的市場響應速度。
新一代FPGA具有卓越的低耗能、快速迅捷(多數工具以微微秒-百億分之一秒計算)的特性。同時,廠商可對FPGA功能模塊和I/O模塊進行重新配置,也可以在線對其編程實現系統在線重構。這使FPGA可以構建一個根據計算任務而實時定製軟核處理器。並且,FPGA功能沒有限定,可以是存儲控制器,也可以是處理器。新一代FPGA支持多種硬體,具有可編程I/O,IP(知識產權)和多處理器芯核兼備。這些綜合優點,使得FPGA被一些存儲廠商應用在開發存儲晶元架構的全功能產品。
㈣ U盤flash存儲晶元
不一樣。你說的那是機械硬碟,有碟片的大塊頭,但速度快。U盤小巧但速度慢。U盤就像是SSD硬碟{固態}的祖先。
所謂「USB快閃記憶體檔」(以下簡稱「U盤」)是基於USB介面、以快閃記憶體晶元為存儲介質的無需驅動器的新一代存儲設備。U盤的出現是移動存儲技術領域的一大突破,其體積小巧,特別適合隨身攜帶,可以隨時隨地、輕松交換資料數據,是理想的移動辦公及數據存儲交換產品。
U盤使用標準的USB介面,容量一般在32M~256M之間,最高容量已有2G的產品,能夠在各種主流操作系統及硬體平台之間作大容量數據存儲及交換。其低端產品的市場價格已與軟碟機接近,而且現在很多主板已支持從USB存儲器啟動,實用功能更強。總體來說U盤有著軟碟機不可比擬的優勢,主要具有體積小、功能齊全、使用安全可靠等特點。但也存在容量還不夠大且無法擴充、價格較高、在Win98等部分操作系統下需安裝驅動程序等缺點。
U盤的結構基本上由五部分組成:USB埠、主控晶元、FLASH(快閃記憶體)晶元、PCB底板、外殼封裝。
U盤的基本工作原理也比較簡單:USB埠負責連接電腦,是數據輸入或輸出的通道;主控晶元負責各部件的協調管理和下達各項動作指令,並使計算機將U盤識別為「可移動磁碟」,是U盤的「大腦」;FLASH晶元與電腦中內存條的原理基本相同,是保存數據的實體,其特點是斷電後數據不會丟失,能長期保存;PCB底板是負責提供相應處理數據平台,且將各部件連接在一起。當U盤被操作系統識別後,使用者下達數據存取的動作指令後,USB移動存儲盤的工作便包含了這幾個處理過程。
目前市場上很多品牌廠商號稱所謂的「X合1」功能的產品在銷售,隨身Q、隨身郵、殺毒等功能越做越多,令人無所適從,那麼是否「N合1」的N越多就越好呢?
其實U盤最主要的功能就是數據存儲,能穩定的存儲不丟失資料才是最重要的,90%的用戶其實都只在使用這個功能。其次是啟動和硬體加密功能,大家應考慮。而其它的功能如隨身Q、隨身郵等都是炒作出來的概念而已,無非就是在U盤中預裝上一些實現特定功能的軟體而已,沒有多大的實際意義,還無謂佔用了部分寶貴的空間。其實只要你願意,完全可以自己打造出「幾十合一」的U盤產品。當然,現在有些通過外加硬體,實現諸如MP3播放等功能的產品則不在此列。
㈤ 存儲晶元是什麼怎麼沒有聽說存儲晶元被卡脖子
存儲晶元主要包括DRAM晶元和NAND晶元,這個行業確實是拼製造,但並不意味著我們不會被卡脖子。我國投資370億元之巨的福建晉華,主要製造DRAM晶元,在2018年10月30日被美國商務部列入「實體清單」,至今前途未卜。今天我到晉華的官網去逛了逛,發現「大事記」的時間線停在了2018年10月20日,也就是試產運行之日,至今1年半過去,就沒有量產的消息傳出。
半導體設備基本被日美壟斷,成為套在國產存儲晶元企業頭上的緊箍咒。下圖是網上流傳的晉華存儲器生產設備采購清單,可以看出,清一色的日本、美國企業。實際上,全球前10大半導體設備公司,美國佔了5個,日本有4個,歐洲1個。這就意味著,人家一斷供,沒有生產設備,錢再多,你也生產不了先進存儲晶元。總之,看起來沒有CPU等邏輯晶元復雜的存儲晶元,對目前的我國來說,仍然是一塊硬骨頭,還需要多多努力。
㈥ 晶元級存儲能給業界帶來哪些變化
SOC的核心思想,就是要把整個應用電子系統全部集成在一個晶元中。 對於眾志和達科技有限公司(SOUL)來說,他們的SOC是Storage-on-Chip,亦即晶元級存儲,就是沿用System-on-Chip的概念,將存儲系統的多個功能模塊集成到一個晶元中完成。這一技術的核心思想,也是要在單一晶元中嵌入軟體來實現多功能和高性能,以及對多種協議、多種硬體和不同應用的支持,同時保證優化後系統的高性能。 一些客戶對於存儲領域的SOC或許並不熟悉,據北京眾志和達信息技術有限公司CTO兼副總經理張衡介紹,存儲晶元技術(Storage-on-Chip) 通過帶有處理器內核和集成更多存儲功能的晶元,大幅提升了系統性能,設計靈活性,降低研發和更新換代的設計成本。這種速度,靈活性和成本優勢,為SOUL提供了堅實的技術實現平台,可為不同行業量身定製。此外,由於晶元級存儲通過晶元邏輯實現功能優化,不再依賴CPU和內存,是一次架構的革命,使功能優化和高性能一舉兩得。 北京眾志和達信息技術有限公司CTO兼副總經理張衡 變化一,性能與功能的跨越 「芯」架構具有四大優勢,這四種優勢可以為存儲產品帶來性能、可靠性以及功能方面的飛躍。 首先,性能的飛躍。晶元級訪問速度將單一存儲的性能從「百MB/s」提升至「GB/s」,其存儲功能由晶元邏輯實現,不會影響性能。其優化的控制器架構,能夠提升匯流排帶寬,改善內存交換,並且釋放更多的CPU資源,從而使得磁碟組可提供 GB/s 級的吞吐率。 第二,可靠性高。傳統的存儲系統結構復雜,各子系統繁多,因此出現故障的幾率也非常大,故障點多。而存儲晶元技術採用一體化硬體集成,結構簡單,使得故障點可以大大減少。 第三,靈活敏捷。傳統存儲系統只能做到軟體可定製,而存儲晶元技術則採用可編程晶元,實現硬體可定製,帶有各種處理器內核和集成更多處理能力的晶元,藉助通常被稱為「軟核處理器—硬體加速器」的FPGA技術,大幅提升系統性能,同時具有最高的設計靈活性,特別適於個性化產品開發。 第四,綠色節能及成本優勢。由於SOC靈活的架構,使得其擴展方便,較少受到局限,節省空間,減少電力消耗,從而帶來更好的性價比。 變化二,雲存儲更加集約化 雲計算作為一種服務的方式,成本是最具吸引力的因素之一。晶元級存儲技術通過一個晶元,經濟地實現高性能、多功能、跨平台和高智能,有效地降低了存儲的成本。 Storage-on-Chip支持多種硬體、多協議,具有可編程I/O和多處理器芯核設備, 從技術層面上,這就決定了晶元級存儲可以使存儲功能刀片化,並實現更加智能的存儲管理。例如,新一代Storage-on-Chip(晶元級存儲)可以同時給NAS(通常用於非結構化、文件級數據)和SAN(通常用於結構化、數據塊級數據)提供高性能,同時具有快速(IOPS)和大吞吐量的優勢,更為實現統一存儲提供了堅實的技術平台。
㈦ 內存顆粒封裝
隨著計算機晶元技術的不斷發展和成熟,為了更好地與之相配合,內存產品也由後台走出,成為除CPU外的另一關注焦點。作為計算機的重要組成部分,內存的性能直接影響計算機的整體性能。而內存製造工藝的最後一步也是最關鍵一步就是內存的封裝技術,採用不同封裝技術的內存條,在性能上存在較大差距。只有高品質的封裝技術才能生產出完美的內存產品。
封裝技術其實就是一種將集成電路打包的技術。拿我們常見的內存來說,我們實際看到的體積和外觀並不是真正的內存的大小和面貌,而是內存晶元經過打包即封裝後的產品。這種打包對於晶元來說是必須的,也是至關重要的。因為晶元必須與外界隔離,以防止空氣中的雜質對晶元電路的腐蝕而造成電學性能下降。另一方面,封裝後的晶元也更便於安裝和運輸。由於封裝技術的好壞還直接影響到晶元自身性能的發揮和與之連接的PCB(印製電路板)的設計和製造,因此它又是至關重要的。
目前業界普遍採用的封裝技術盡管多種多樣,但是有90%採用的是TSOP(如圖1所示)技術,TSOP英文全稱為Thin Small Outline Package(薄型小尺寸封裝),這是80年代出現的內存第二代封裝技術的代表。TSOP的一個典型特徵就是在封裝晶元的周圍做出引腳,如SDRAM的IC為兩側有引腳,SGRAM的IC四面都有引腳。TSOP適合用SMT表面安裝技術在PCB上安裝布線,封裝外形尺寸,寄生參數減小,適合高頻應用,操作方便,可靠性高。採用這種技術的品牌有三星、現代、Kingston等,TSOP目前廣泛應用於SDRAM內存的製造上,但是隨著時間的推移和技術的進步,TSOP已越來越不適用於高頻、高速的新一代內存。
如同微處理器一樣,內存條的技術也是不斷地更新。大家可能已發現手中內存條上的顆粒模樣漸漸在變,變得比以前更小、更精緻。變化不僅在表面上,而且這些新型的晶元在適用頻率和電氣特性上比老前輩又有了長足的進步。這一結晶應歸功於那些廠商選用了新型內存晶元封裝技術。以TinyBGA和BLP技術為代表的新型晶元封裝技術逐漸成熟起來。
首先我們要提及的就是TinyBGA技術,TinyBGA技術是Kingmax的專利,於1998年8月開發成功。要了解TinyBGA技術,首先要知道BGA是什麼,BGA為Ball-Gird-Array的英文縮寫,即球柵陣列封裝,是新一代的晶元封裝技術,它的I/O端子以圓形或柱狀焊點按陣列形式分布在封裝下面,BGA技術的優點是可增加I/O數和間距,消除高I/O數帶來的生產成本和可靠性問題。它已經在筆記本電腦的內存、主板晶元組等大規模集成電路的封裝領域得到了廣泛的應用。比如我們所熟知的Intel 845PE、VIA KT400晶元組等都是採用這一封裝技術的產品。
TinyBGA就是微型BGA的意思,TinyBGA英文全稱為Tiny Ball Grid Array(小型球柵陣列封裝),其晶元面積與封裝面積之比不小於1:1.14,屬於BGA封裝技術的一個分支。該項革新技術的應用可以使所有計算機中的DRAM內存在體積不變的情況下內存容量提高兩到三倍,TinyBGA採用BT樹脂以替代傳統的TSOP技術,具有更小的體積,更好的散熱性能和電性能。
TinyBGA封裝技術使每平方英寸的存儲量有了驚人的提升,在和128M TSOP封裝的144針SO-DIMM相同空間的PCB板上利用TinyBGA封裝方式可以製造256M內存。以相同大小的兩片內存模塊而言,TinyBGA封裝方式的容量比TSOP高一倍,但價格卻未有明顯變化。資料顯示,採用TinyBGA封裝技術的內存產品以相同容量比較,體積只有TSOP封裝的三分之一;當內存模組的製程直徑小於0.25 m時TinyBGA封裝的成本要小於TSOP封裝成本。
TinyBGA封裝內存的I/O端子是由晶元中心方向引出的,而TSOP則是由四周引出。這有效地縮短了信號的傳導距離,信號傳輸線的長度僅是傳統的TSOP技術的四分之一,因此信號的衰減便隨之減少。這樣不僅大幅度升晶元的抗干擾、抗噪性能,而且提高了電性能,採用TinyBGA封裝晶元可抗高達300MHz的外額,而採用傳統TSOP封裝最高只可抗150MHz的外額。而且,用TinyBGA封裝的內存,不但體積較之相同容量的TSOP封裝晶元小,同時也更薄(封裝高度小於0.8mm),從金屬基板到散熱體的有效散熱路徑僅有0.36mm。於是,TinyBGA內存便擁有更高的熱傳導效率,非常適用於長時間運行的系統,穩定性極佳。經過反復測試顯示,TinyBGA的熱抗阻比TSOP的低75%。很明顯與傳統TSOP封裝方式相比,TinyBGA封裝方式有更加快速和有效的散熱途徑。
除了TinyBGA之外,BLP技術也是目前市場上常用的一種技術,BLP英文全稱為Bottom Leaded Plastic(底部引出塑封技術),其晶元面積與封裝面積之比大於1:1.1,符合CSP(Chip Size Package)填封裝規范。不僅高度和面積極小,而且電氣特性得到了進一步的提高,製造成本也不高,廣泛用於SDRAM\RDRAM\DDR等新一代內存製造上。隨著由於BLP封裝中關鍵部件塑封基底價格的不斷下降,BLP封裝內存很快就會走入普通用戶的家庭
內存顆粒的封裝方式經歷了DIP、SIP、SOJ、TSOP、BGA、CSP的變革,可謂風風雨雨一路發展而來。在介紹內存顆粒封裝之前,讓我們先來看看內存的3種模塊。
在早期的PC中,存儲晶元都是直接焊接在主板上的, RAM的容量也就因此固定下來,如果要擴容就很麻煩。為了拓展RAM的容量,後來設計者就把存儲晶元做成專門的存儲模塊,需要的時候再添加。
SIMM(單列直插存儲模塊)
體積小、重量輕,插在主板的專用插槽上。插槽上有防呆設計,能夠避免插反,而且插槽兩端有金屬卡子將它卡住,這便是現今內存的雛形。其優點在於使用了標准引腳設計,幾乎可以兼容所有的PC機。
DIMM(雙列直插存儲模塊)
和SIMM相似,只是體積稍大。不同處在於SIMM的部分引腳前後連接在一起,而DIMM的每個引腳都是分開的,所以在電氣性能上有較大改觀,而且這樣可以不用把模塊做得很大就可以容納更多的針腳,從而容易得到更大容量的RAM。
RIMM(Rambus直插式存儲模塊)
其外形有點像DIMM,只是體積要大一點,性能更好,但價格昂貴,發熱量較大。為了解決發熱問題,模塊上都有一個很長的散熱片。
參考資料:
㈧ 製作計算機晶元的主要材料是
晶元是由金屬連線和基於半導體材料的晶體管組成的。最先進晶體管和連線的寬度小於光的波長,最先進電子開關的尺寸小於生物病毒。
晶元採用光刻工藝製造。自1950年代末被發明以來,光刻工藝一直在不斷發展。目前,晶元光刻工藝已經發展到使用紫外激光。
(8)新一代存儲晶元怎麼做擴展閱讀
在1960年代早期,寬度約與棉纖維相當的一個晶體管,按現在的美元計算價格約為8美元(約合人民幣51元)。目前,指甲蓋大小的晶元可以集成數十億個晶體管,晶體管的價格已經下降到1美分(約合人民幣6分錢)能買好多的水平。
計算機晶元的發展幫助矽谷給世界帶來了令人吃驚的進步,其中包括PC、智能手機和互聯網。但是,最近數年,根據摩爾定律預測的晶元發展速度放慢了。約10年前,晶元速度停止進一步提高,新一代晶元問世的時間延長,單個晶體管的成本不再下跌。
㈨ 存儲晶元 怎麼 製作成U盤 或者固態硬碟
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在沒有錯誤解鎖十次限制情況的前提下,是可以暴力猜解密碼進入的。
即便是有限制,仍可以在DFU模式下通過硬體漏洞配合破解密碼。
相關漏洞細節可以自行搜索。