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1、IC= Integrated Circuit 集成电路一， 电子元器件的相关概念和分类分类电子元器件分两类：半导体器件和电子元件半导体器件包括：半导体分立器件，半导体集成电路，特殊功能的半导体器件，其它器件。电子元件包括：电阻，电容，电感/线圈，电位器，变压器，继电器，传感器，晶体，开关，电池/电源，接插件/连接器，其他电子元件。我们今天讲的是半导体集成电路 IC= Integrated Circuit 集成电路一般来说我们对 IC 的概念只停留在它是芯片或集成电路，或者是外观五花八门的小小的东西上面。对它究竟是什么？它是怎么来？它为什么外表各种各样？大家知道，随着科学技术的发展和不断提高，我
2、们现在卖的芯片在我们的生活中无处不在，和我们的生活息息相关。举个例子来说吧，大到宇宙飞船，人造卫星，小到我们家里的电动玩具，里面都有芯片的存在。这就体现了芯片对人类生活的重要性。一个产品，一般都要经过如下几个过程，从设计开发到制造，最后到用户手上。我们处在 IC 这个行业中，也是一样的。虽然我们现在仅仅是在销售这个环节上，但我看来，我们应该对整个 IC 的产生的过程都要有所了解。IC 这个制造过程我们可以把它分为上，中，下三游。上游是 IC 设计，（包括逻辑设计，电路设计和图形设计）；中游是光刻（或光造）和晶圆的制造；下游是封装和成品测试；其中中游这一块即晶圆的制造是技术工艺最复杂，投资最大的
3、地方，因此很多设计厂商都会拿到专门的晶圆制造厂去制造芯片。在台湾有 2 个较大的晶圆制造厂（晶圆代工厂），一个是台积电-TSMC（台湾积体电路制造股份有限公司），另一个是台联电(UMC)。其中台积电是世界上最大的晶圆制造厂。在中国大陆也有一个很大的晶圆制造厂，即中芯国际(SMIC)， IC 设计与制版1、IC 的设计：设计分为三个阶段：逻辑设计，电路设计，图形设计（1）功能描述要完成一个完整的集成电路芯片，首先要对这一个芯片做完整的功能描述。比如我们上个星期讲到的 MICREL,里面有一款就是说显示驱动器,他的作用就是点亮屏.这个就是功能.（2）逻辑设计（以二进制为原理的数字电路）逻辑设计之目
4、的是用已有的基本逻辑单元，将描述电路功能的数学函数进一步的具体化，使所有的功能描述皆能以实际可执行的电路模块来完成，并要经过检验，确定所设计的逻辑没有问题。（3）电路模拟分析逻辑设计完成后，接着要将每一个逻辑单元，转化成实际的电路组件符号（就是电阻，电容之类的），再将这些组件符号进行组合，形成真正的电路，再进行一次检测（这时会有一个检测结果）。（4）电路布局-这个主要就是版图,把线路图画出来.tape out Tape Out 即“产品定案”,是半导体芯片制造过程中的关键一步,制造一款芯片所需要的数据将在此期间全部送至制造厂2、WaferProcess 晶圆制造大家都知道硅是一种半导体，它可以
5、通电也可以绝缘，在芯片的生产中大多数的人选择用硅来做为原料，为什么呢?是因为硅是世界上第二丰富的元素，分布广，它占整个地壳的四分之一，连我们平时随处可见的沙子里面都含有硅。先要将硅矿提炼成多晶硅，再将多晶硅放入石英炉里。同时用加热器将石英炉加热，让多晶硅慢慢的融化，等到多晶硅充分融化后便在石英炉中插入一根石英棒慢慢的将纯净的单晶硅从石英炉中拉出来，让其冷却。这个过程就有点象我们小的时候吃转转糖时会看到的情形。首先将黄糖放入锅中加热，糖就会慢慢的软化成为很有粘性的物质，再用跟棍子插入锅中将糖慢慢的拎出来，冷却后从棍端到锅中间就会形成一个糖柱。那么单晶硅被拉出来后也就形成了个圆柱状。但因为惧怕灰尘
6、的颗粒导致生产的芯片失去效力。整个制作过程是需要在洁净室完成的。而被拉出来的单晶硅还是不规则的还需要打磨。打磨后还要用金刚石将它切割成一定的厚度后，这之后就形成了 WAFER。那么晶圆为什么会得到这么个名字呢，其实很简单就是因为经过切割后它形状象个圆形，故被叫做晶圆(wafer)此时就需要把刚才我们说到的产品的电路使用特殊的工艺印在 wafer 上面.光刻（俗称流片，即先设计好电路图，通过激光暴光，刻到晶圆的电路单元上）5， 一旦完成芯片制作过程，硅圆片在金刚石切割机床上被分切成单个的芯片，到此的单个芯片被称为“裸片” （DIE） 。将每个裸片分隔放置在一个无静电的平板框中，并传送至下一步，裸
7、片被插装进它的封装中。(或是直接出售,或是进行下一步封装)谈到晶圆，有两个因素是必需要提及的，一个是线宽:现在在芯片的制作中线宽小到了微米，线宽越小，能连接的元器件就越多，因此实现的功能就越强大。一个是晶圆的直径:晶圆的直径越大，同一晶圆上可以制成的 IC 就越多，成本就可以降低。现在有生产 4 英寸的晶圆，6 英寸的晶圆，8 英寸的晶圆和 12 英寸的晶圆。就是我们刚才讲到的那三个公司.(一般情况下,会看到这个英文单词, foundry（加工厂）-这个很多情况下是专门指晶圆加工厂.)A、生产晶圆的厂家可以不是原设计的厂家.(这两个问题采购部和销售部的同事都要了解一下)如果客户说他收到的片子上
8、显示的厂家和这个被解剖开的晶圆上的厂家不是一致的，我们也可以跟他解释说片子外观上的是封装厂的代码，而这个晶圆上的是晶圆生产厂的代码，生产晶圆的厂家可以不是原设计的厂家，因此这不能证明任何问题。如果客户扯到片子的型号标识不一样，我们也可以告诉客户片子上的型号标识是封装厂注明的，而晶圆上的可以是晶圆生产厂的版权专利标识，因此这个不一样也是很正常的。并不能说明我们发给客户的货不是原厂出的。B、生产晶圆的厂家也未必是封装晶圆的厂家如果客户说这个晶原上的 D/C 和我们发给客户的 D/C 不一致，我们可以解释:片子的外观上所看到的批号是封装时的 D/C，而这个晶圆上所看到的批号则是晶圆生产时的批号，生产
9、了晶圆后过段时间拿去封装，是完全合乎情理的。这并不能说明什么。下面就讲到芯片的封装.3、IC 的封装与测试。芯片的封装IC 封装的定义-是由半导体集成电路（Intergraded Circuit，IC）与其它相关电子组件，经过数道程序与产品（零件）的组装构成，使其在适宜的环境下，发挥系统设计功能，整个流程即称之为封装（PACKAGE）。封装就是安装半导体集成电路芯片用的外壳。因为芯片必须与外界隔离，以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电路性能下降，所以封装是至关重要的。封装后的芯片也更便于安装和运输。封装不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强电路性能的作用，而且还是沟通芯片内部世界与外部
10、电路的桥梁-芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印制板上的导线与其它器件建立连接。在这个环节，可能会出现封装是同一批号，但晶圆不是同一批号的。封装的分类：1、从使用的包装材料来分，我们可以将封装划分为金属封装、陶瓷封装和塑料封装；A）、金属封装是半导体器件封装的最原始的形式，它将分立器件或集成电路置于一个金属容器中，用镍作封盖并镀上金。金属封装的优点是气密性好，不受外界环境因素的影响。它的缺点是价格昂贵，外型灵活性小，不能满足半导体器件日益快速发展的需要。现在，金属封装所占的市场份额已越来越小，几乎已没有商品化的产品。少量产品用于特殊性能要求的军事或航空航天技术中。B）、陶
11、瓷封装是继金属封装后发展起来的一种封装形式，它象金属封装一样，也是气密性的，但价格低于金属封装，陶瓷封装除了有气密性好的优点之外，还可实现多信号、地和电源层结构，并具有对复杂的器件进行一体化封装的能力。它的散热性也很好。缺点是烧结装配时尺寸精度差、不适用于高频电路，价格昂贵，一般主要应用于一些高端产品中。C）、相对而言，塑料封装自七十年代以来发展更为迅猛，已占据了 90（封装数量）以上的封装市场份额，塑料封装最大的优点是价格便宜，其性能价格比十分优越。芯片的测试。我们在使用某个芯片的时候，经常发现这样的现象，就是芯片的其中几个引脚没有用到。我们甚至还会以为这样子使用这个芯片是用错了。其实这几个
12、引脚是用来测试用的。在芯片被制造出来之后，还要由芯片测试工程师对芯片进行测试，看这些生产出来的芯片的性能是否符合要求、芯片的功能是否能够实现。有些是交由单独的测试厂，由机器按照设定的要求进行测试。目的是确保 IC 能满足最低电气规范化要求，并按不同要求分类，统计出分类结果和不同参数分布，供质量和生产部门参考。通过测试的被统一包装，称为“全新原装”；未通过测试的被称为次品，即我们大多数所称“散新”（或者是 down-grade 产品）二、IC 的分类：为方便大家理解，我们将 IC 分为我们眼中的 IC 定义和老外眼中的 IC。首先，将我们眼中的 IC 分为全新原装的和散新的两大块来描述。全新原装
13、的，是指原厂原字，原包装，原 LABLE（LABEL 上通常会有完整型号、批号、厂牌、LOT 号（IC 封装流水线专用的机器码）、整包装数量、编码、（例，PHILIPS 的厂牌的货就有相应型号所对应的批号编码，可以在其网站上查）、条型码（通常是起防伪的作用）的全新货。由厂家检验所有参数全部合格的。也包括国产原装货。称 new parts in original package;也就是老外眼中的 original parts。另在这里提一下全新原装的 OTP，即 One Time Programmed parts。有一种原装的 OTP 货是生产厂商针对特殊用户设计制造的，里面带有一定程序的全新片
14、子，这种带程序的全新货因为是针对一些用户制造的，所以大部分用户是不能使用的。散新：即 NEW PARTS WITHOUT ORIGINAL PACKAGE。分类（来源）（1）真正的散新来源：1、客户需求量低于一个整包装，由于价格驱使，供应上把原来的整包装拆开，以高价出售部分数量的芯片，而剩下的一部分的没有原包装的片子。2、供应商由于运输的原因，将原封包装的货物拆开，方便运输。像香港的原装货，要运到深圳等地，为了进关减少关税把原包装拆了，分开多人带入关。3、年份老的全新货:这类货大多是一些置放时间久了，外观不好的货，只能用作散新处理。4、还有一部分封装厂来的：因为往往 IC 的设计单位并不具有自
15、己的晶圆制造厂和封装厂。当一大批晶圆被送往封装厂去进行封装，完成以后 IC 设计单位可能会因为资金问题，收不回所有封装好的片子，那么这一部分货封装厂会自己拿去卖，因为他也不需要打上自己的标也不会再做包装来加高成本，所以他们就会散卖。5、由于封装厂管理的问题，其员工通过非正常途径运出公司的，转手买掉的片子，流入国内的。这类片子因为没有进行最后的包装过程，所以没有外包装，6、IC 设计是针对唯一的生产线，具有觉对的唯一性的，而有些部分厂家在实际生产销售中并没有如此大的生长量和需求量去不停的让生产线生产片子。而工厂方面为了保障生产线的性能，不能完全弃用，所以为了保线生产出来的片子，厂家就会低价卖出给
16、专门收此类货的人。（2）次品来源：次片即 IC 流水线上下来因内部质量等问题，而未通过设计厂商的测试而被淘汰下来的芯片。或者由于封装不当造成片子外观有破损，而同样被淘汰下来的芯片。1、流水线上下来的片子。就是在厂家检验的时候，被扣下来的片子，那些片子不是说有一定有质量问题，而是一些参数的误差比较大.同样的，因为片子的脆弱，我们的旧片在加工的过程中，可能会导致参数的误差也有小的变化，这就是为什么有时候同一个货，有些客户用的没问题，有的客户用的有问题。2、质检的过程中，因为人工加电脑的检测中，流水线从电脑中过，有时候片子并不是真的有问题，而只是卡住了的时候，工作人员宁可错杀一千也不愿意放过一个坏片，所以就丢了一大把，那么这些就成为所谓的散新。特点：在很高的质量要求下，反映效果不好，只能满足一般性的需求，货有一定的失败率。注：1）某些外观有破损，但是表面损伤不是很严重的，不难加工的片子还是可以在翻新后当新片卖的。2） 对外观很漂亮的次片，我们就要当心了，这样的片子往往就有可能是属于内部的质量问题的次片，采购对这样的片子一般都会比
