集成电路pvt是什么意思

   2023-06-05 00:01:27 网络700
核心提示:集成电路pvt是控制电路问题。串行/解串器是高速数据通信中的接口电路。串行/解串器在高速数据通信领域已经非常常见,它们不但在光纤数据传播中起着重要作用,其重要性就如同双绞线之于网络一样,在短距离芯片互联中同样起着重要作用。主要结构有源同步接

集成电路pvt是什么意思

集成电路pvt是控制电路问题。

串行/解串器是高速数据通信中的接口电路。串行/解串器在高速数据通信领域已经非常常见,它们不但在光纤数据传播中起着重要作用,其重要性就如同双绞线之于网络一样,在短距离芯片互联中同样起着重要作用。主要结构有源同步接口结构、前置时钟结构、差分数据分组传输结构等。

由于提高数据速率能够对增加对现存资源的利用率(如改善大量光纤基础设施的数据吞吐量),不断提高通信中的数据速率已经成为趋势,于是串行/解串器在如今高速数据通信中扮演着越来越重要的角色。

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高速串行数据通信在许多应用中广泛出现,并且在继续更广泛的替换掉传统的并行数据连接系统,例如集成电路设备(IDE)硬盘接口电路、ATA规格或AT扩展包接口,以及双向并行通信。并行通信和串行通信最基本的差别就在于它们对应的在两个器件之间用作传输数据的物理信道的数量。

并行通信意味着数据通路除了连地通路外,还包含有许多物理信道,而串行通信中数据通路常常只存在两条指定的信道,用于传输一对差分信号,同时并不需要连地通路。并行数据通信和串行数据通信的另外一个重要区别。

在于二者系统是否工作在同步模式下,并行系统通常工作在同步模式下,串行系统则在非同步模式下,这样串行系统就允许有一个频率上的失配,而不需要应用相同的时钟参考源。

集成电路工艺设备的UT表和UM表?

集成电路(英语:integrated circuit,缩写作 IC),或称微电路(microcircuit)、微芯片(microchip)、晶片/芯片(chip)在电子学中是一种把电路(主要包括半导体设备,也包括被动组件等)小型化的方式,并时常制造在半导体晶圆表面上。

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。相对于手工组装电路使用个别的分立电子组件,集成电路可以把很大数量的微晶体管集成到一个小芯片,是一个巨大的进步。集成电路的规模生产能力,可靠性,电路设计的模块化方法确保了快速采用标准化集成电路代替了设计使用离散晶体管。集成电路对于离散晶体管有两个主要优势:成本和性能。成本低是由于芯片把所有的组件通过照相平版技术,作为一个单位印刷,而不是在一个时间只制作一个晶体管。性能高是由于组件快速开关,消耗更低能量,因为组件很小且彼此靠近。

2006年,芯片面积从几平方毫米到350 mm²,每mm²可以达到一百万个晶体管。第一个集成电路雏形是由杰克·基尔比于1958年完成的,其中包括一个双极性晶体管,三个电阻和一个电容器,相较于现今科技的尺寸来讲,体积相当庞大。

电子显微镜下碳纳米管微计算机芯片体的场效应画面根据一个芯片上集成的微电子器件的数量,集成电路可以分为以下几类:

小型集成电路(SSI英文全名为Small Scale Integration):逻辑门10个以下或 晶体管100个以下。

中型集成电路(MSI英文全名为Medium Scale Integration):逻辑门11~100个或 晶体管101~1k个。

大规模集成电路(LSI英文全名为Large Scale Integration):逻辑门101~1k个或 晶体管1,001~10k个。

超大规模集成电路(VLSI英文全名为Very large scale integration):逻辑门1,001~10k个或 晶体管10,001~100k个。极大规模集成电路(ULSI英文全名为Ultra Large Scale Integration):逻辑门10,001~1M个或 晶体管100,001~10M个。

GLSI(英文全名为Giga Scale Integration):逻辑门1,000,001个以上或晶体管10,000,001个以上。

而根据处理信号的不同,可以分为模拟集成电路、数字集成电路、和兼具模拟与数字的混合信号集成电路。

刘明院士谈集成电路如何发展:没有捷径,避免过多行政干预

(1)集成电路前工艺设备根据其工艺性质,主要有以下几种。外延炉:用于外延材料生长。氧化扩散设备:用于制取氧化层和实现掺杂。制膜设备:主要有电子束蒸发台、磁控溅射台、等离子体增强化学汽相淀积(PECVD)设备。离子注入机:用于高精度掺杂,根据注入能量、束流大小和硅片尺寸不同有多种规格。 腐蚀、刻蚀设备:主要AD7890BN-4有化学湿法腐蚀和等离子体化学干法刻蚀设备,干法刻蚀具有良好的选择性和定向性。光刻设备:有匀胶机、曝光机、显影设备、坚膜烘焙机等设备。纯水制取设备:用于为工艺生产提供纯净无杂质、无细菌的水。环境控制设备:包括水、风、电、气、冷、湿、暖七大类型,主要是为集成电路生产提供洁净的环境,必要的动力和恒定的温度、湿度。在线检测仪器:主要用于检验、测控集成电路制造过程中的各种工艺参数,主要有膜厚测量仪、结深测量仪、C-V特性测量仪、C-T特性测量仪、薄膜应力测试仪、表面缺陷检查仪、激光椭偏仪、线宽测量仪、电子显微镜、原子力显微镜等,还有各种放大倍率的光学显微镜、晶体管特性图示仪等部分常规仪器。(2)后工艺的主要设备有以下几种。裂片机:主要用于对加定完毕的硅片上的集成电路进行分割,压焊机:包括有超声、金球焊接设备,实现管芯内部引线端与外管壳外引线的电气连接。封装设备:按不同工艺,有储能对象机、平行封焊机、玻璃熔封设备、塑封机以及激光电子束封贴机等。老化筛选设备:有高/低温箱,静/动态老化台,各种测试仪器、仪表、离心、振动等设备。

集成电路的检测都会使用到哪些检测设备?

刘明院士

在10月22日下午举行的2020中国计算机大会上,刘明院士作了题为《集成电路的创新与发展》的大会报告,其中谈到中国集成电路的现状以及她的个人思考。

刘明称,中国IC产业发展的有利之处可以用三个短语概括:市场巨大、政府重视和资本热捧。

“首先看市场,2019年中国集成电路的进口额是3000亿美元。2019年整个IC全球的销售额大概4500亿美元,所以大部分都被中国买来了。”此外,政府对集成电路产业高度重视,出台产业发展相关政策。在资金方面,中央成立了集成电路产业的专项基金,首期是1387.2亿,二期超过了2000亿。各个地方政府都成立了地方的专项资金来支持中国集成电路的发展。

刘明介绍,在2010年到2019年10年间,中国集成电路的年均复合增长率超过了20%,同期国际的年均符合增长率大概是5%,中国的增长速率远高于全球水平。2020年上半年,整个销售额也达到了3539亿,同比增长了16.1%。

再看整个的集成电路三个方面——测封、制造和设计的比例。她介绍,2015年到2020年的第一季度,中国这三个方面的比例正在逐步优化。

“从过去的大封测、小制造、小设计,到现在的大设计、中封测、中制造方向的演进。但是即使如此快速的发展,到了2020年国产芯片的自给率也只有16.7%。”

中国集成电路的现状

刘明从材料、设备和制造技术等角度进一步分析中国集成电路的现状。

她表示,半导体的主要材料,从硅片到掩模版、光刻胶等领域由日本厂商占领。其它材料比如电子特气、抛光液和抛光垫等领域的市场份额由美国厂商占领。“国产的硅片大部分都用在分离器件、太阳能电池等领域里,而在集成电路制造领域国产硅片的比例非常低。”

设备方面,“中国集成电路设备各环节的平均占有率(包括低端的后端的设备)是14%,而光刻设备、离子注入等核心设备都来源于欧美国家,国产率不足5%。如果对比先进的28nm特别是18、14nm以下的技术,国产占有率更低。”

“再看制造技术,我们的工艺制成落后大概2到3代,同时体量特别小。”“大家不要光盯着尖端的技术,我们的基础是否夯实也非常重要。”

刘明还提到中国集成电路的另一大特点——产业发散。不同于全球集成电路企业并购频繁、高度聚集,中国的企业如雨后春笋,层出不穷。“2004-2019年,中国IC产值增加20倍,企业数增加300倍,设计企业突破4000家。”

她在报告中指出科学研究与产业发展的关系,认为科学研究需要积累,前瞻研究转换成市场应用需要再次创新和时间周期。“中国目前商业模式的创新是非常有活力,也很有资源,但是底层技术和基础产业如何坚守和获得支持,也值得我们深思。”

集成电路如何发展?

“集成电路成了一级学科,很多人都在问,你们觉得要怎么发展?”

在刘明看来,新技术不断出现是集成电路领域最大的特点。“材料、设备、工艺、软件、硬件的整体提升,才能让这个行业整体提升,其实是一个微观世界的庞大系统工程。这个行业融合了电子信息、物理、化学、材料、工程、自动化等等多学科的交叉,其实需要综合的知识背景,交叉的技术技能融合创新的素质,才能在这个行业里游刃有余。”

她认为,美国IC产业之所以强大是源于他们对STEAM基础学科的高度重视(STEM是科学、技术、工程、数学四门学科英文首字母的缩写),所谓功夫在诗外。大学教育无论改了多少专业都应该以通识教育为主,夯实基础,学生能够有学习的能力和独立思考的能力更重要。

“应该坚持市场经济,按产业规律办事,避免更多的行政干预。改善产业环境、税收调节以及产品的迭代机制, 健康 的资本,技术的积累、创新的机制都对这个行业的良性发展至关重要。”

刘明表示,核心的知识产权和技术发展没有捷径和弯道,“有弯道别人也走了不会留给我们”,夯实基础、长远布局非常重要。另外,她还提到应加强知识产权和企业家财产权的保护、坚持改革开放等。

刘明,1964年4月出生于江西丰城,1998年于北京航空航天大学获博士学位。现任中国科学院微电子研究所研究员、博士生导师、中国科学院微电子器件与集成技术重点实验室主任。2015年当选为中国科学院院士。

刘明长期致力于微电子科学技术领域的研究,在存储器模型机理、材料结构、核心共性技术和集成电路的微纳加工等方面做出了系统性和创造性的工作。她的代表性成果包括:建立了阻变存储器(RRAM)物理模型,提出并实现高性能RRAM和集成的基础理论和关键技术方法。

校对:栾梦

集成电路的检测(IC test)分为wafer test(晶圆检测)、chip test(芯片检测)和package test(封装检测)。

wafer test是在晶圆从晶圆厂生产出来后,切割减薄之前的检测。其设备通常是测试厂商自行开发制造或定制的,一般是将晶圆放在测试平台上,用探针探到芯片中事先确定的检测点,探针上可以通过直流电流和交流信号,可以对其进行各种电气参数检测。

对于光学IC,还需要对其进行给定光照条件下的电气性能检测。

wefer test主要设备:探针平台。

wefer test辅助设备:无尘室及其全套设备。

wefer test是效率最高的测试,因为一个晶圆上常常有几百个到几千个甚至上万个芯片,而这所有芯片可以在测试平台上一次性检测。

chip test是在晶圆经过切割、减薄工序,成为一片片独立的chip之后的检测。其设备通常是测试厂商自行开发制造或定制的,一般是将晶圆放在测试平台上,用探针探到芯片中事先确定的检测点,探针上可以通过直流电流和交流信号,可以对其进行各种电气参数检测。chip test和wafer test设备最主要的区别是因为被测目标形状大小不同因而夹具不同。

对于光学IC,还需要对其进行给定光照条件下的电气性能检测。

chip test主要设备:探针平台(包括夹持不同规格chip的夹具)

chip test辅助设备:无尘室及其全套设备。

chip test能检测的范围和wafer test是差不多的,由于已经经过了切割、减薄工序,还可以将切割、减薄工序中损坏的不良品挑出来。但chip test效率比wafer test要低不少。

package test是在芯片封装成成品之后进行的检测。由于芯片已经封装,所以不再需要无尘室环境,测试要求的条件大大降低。

一般package test的设备也是各个厂商自己开发或定制的,通常包含测试各种电子或光学参数的传感器,但通常不使用探针探入芯片内部(多数芯片封装后也无法探入),而是直接从管脚连线进行测试。

由于package test无法使用探针测试芯片内部,因此其测试范围受到限制,有很多指标无法在这一环节进行测试。但package test是最终产品的检测,因此其检测合格即为最终合格产品。

IC的测试是一个相当复杂的系统工程,无法简单地告诉你怎样判定是合格还是不合格。

一般说来,是根据设计要求进行测试,不符合设计要求的就是不合格。而设计要求,因产品不同而各不相同,有的IC需要检测大量的参数,有的则只需要检测很少的参数。

事实上,一个具体的IC,并不一定要经历上面提到的全部测试,而经历多道测试工序的IC,具体在哪个工序测试哪些参数,也是有很多种变化的,这是一个复杂的系统工程。

例如对于芯片面积大、良率高、封装成本低的芯片,通常可以不进行wafer test,而芯片面积小、良率低、封装成本高的芯片,最好将很多测试放在wafer test环节,及早发现不良品,避免不良品混入封装环节,无谓地增加封装成本。

IC检测的设备,由于IC的生产量通常非常巨大,因此向万用表、示波器一类手工测试一起一定是不能胜任的,目前的测试设备通常都是全自动化、多功能组合测量装置,并由程序控制,你基本上可以认为这些测试设备就是一台测量专用工业机器人。

IC的测试是IC生产流程中一个非常重要的环节,在目前大多数的IC中,测试环节所占成本常常要占到总成本的1/4到一半。

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