简述什么是集成电路行业(200万年薪的应届生( 二 )


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 。

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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:
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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 。
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(2)集成电路制造
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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 。
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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 。