微型电子器件
芯片是一种将大量电子元件(如晶体管、电容器等)集成在半导体晶圆上的微型电子器件,具有以下核心特征和作用:
一、定义与构成
基本定义
芯片是微电路、微芯片或集成电路的统称,通过半导体材料(如硅)实现电路的小型化集成1。
核心组成
半导体材料 :作为基础物质,提供导电性能。
晶体管阵列 :包含数百万至数十亿个晶体管,执行逻辑运算和信号处理。
封装结构 :保护内部元件并实现与外部设备的物理连接。
二、命名由来
“芯” :象征电路系统的“心脏”,负责核心运算与控制。
“片” :指代其薄片状的物理形态。
三、功能与作用
基础功能
信息处理 :执行逻辑运算、数据存储及信号传输。
系统核心 :在计算机、手机、汽车等设备中承担“大脑”角色。
应用领域
普通消费电子(如手机、电脑)。
工业控制与汽车电子。
特殊领域(如医疗设备、航空航天)。
四、制造与分类
制造流程
包括设计(EdA)、加工(光刻、刻蚀)和封装测试三大环节。
分类方式
按功能分 :cpU(中央处理器)、GpU(图形处理器)、存储器芯片等。
按集成度分 :微处理器(少数晶体管)、集成电路(数十万至数百亿个)、系统级芯片(完整系统集成)。
五、技术挑战
尽管芯片体积不断缩小,但集成度提升面临物理极限,需通过新材料(如碳纳米管)和先进工艺(如极紫外光刻)持续突破。
综上,芯片是现代电子设备的核心部件,其微型化与集成化特性推动了信息技术的飞速发展。
材料与产品
半导体和芯片是电子领域中两个密切相关但本质不同的概念,具体区别如下:
一、定义与本质属性1
半导体
半导体是一种材料,其导电性介于导体(如铜)和绝缘体(如玻璃)之间1。其导电性可通过温度、光照或掺杂等物理手段进行调控1。常见半导体材料包括硅(Si)、锗(Ge)和砷化镓(GaAs)。
芯片
芯片是集成电路(Ic)的物理载体,通过微细加工工艺将多个电子元件(如晶体管、电阻、电容)集成在一块半导体基片(如硅片)上,形成具备特定功能的电路系统。芯片是实际可用的电子器件,可直接安装在电路板上。
二、产业链位置与功能差异
半导体
位于产业链上游,主要提供基础材料(如硅晶圆)和设备(如光刻机)。其产品包括二极管、晶体管、传感器等基础器件。
芯片
位于产业链中下游,侧重于集成电路的设计、制造和封装测试3。根据功能不同,芯片可分为cpU(中央处理器)、GpU(图形处理器)、mcU(微控制器)等类型2。
三、制造工艺与规模
半导体
制造工艺涉及材料提纯、晶体生长、光刻、刻蚀等步骤,强调材料的纯度和物理特性。
芯片
制造工艺更为复杂,包括cmoS工艺(晶圆准备、光刻曝光、离子注入、沉积\/蚀刻、封装测试等),需在极紫外光刻机等高端设备上完成2。芯片制造规模从微处理器到消费电子芯片差异显着。
四、应用领域对比
半导体
应用领域广泛,包括计算机、通信设备、太阳能电池、传感器等。
芯片
主要应用于计算机、智能手机、汽车电子、物联网设备等终端产品。
总结关系
半导体是芯片的基础材料,芯片是半导体技术的高端应用形式1。两者关系可类比为“材料与产品”的关系:半导体提供“原材料”,芯片则是这些材料经过复杂工艺加工后的“成品”。
转型案例
紫光国微收购恒汇电子未果
恒汇电子因债务危机濒临破产,2017年紫光国微计划收购但未成功2。后由虞仁荣、任志军接手新恒汇,开启新业务领域探索,最终成为全球第二大半导体企业。
泰凌微
2017年芯片行业发生了多起重要的股权交易,以下是其中具有代表性的案例:
华胜天成收购泰凌微
2017年4月,中国It综合服务企业华胜天成以1.86亿元的价格收购了泰凌微电子(上海)有限公司82.75%的股权3。泰凌微专注于物联网芯片领域,此次收购标志着华胜天成在物联网领域的战略布局。
紫光国微剥离存储器芯片业务
2018年10月,紫光国微将其全资子公司西安紫光国芯半导体有限公司100%股权转让给北京紫光存储科技有限公司,转让金额为2.2亿元人民币2。此举标志着紫光国微正式剥离存储器芯片业务,聚焦其他领域发展。
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