芯片开发制造需要几方面技术(芯片的分类和制作流程)

对照我们人体的组成，我们将芯片分为五种类别，如下图所示：

各类芯片的具体说明如下：

第一类，计算芯片（对应人的大脑），如CPU、GPU、FPGA、MCU等。

第二类，存储芯片（对应人的脑皮），如：DRAM、SDRAM、ROM、NAND、FLASH等。

第三类，能源芯片（对应人的心脏），如：电源芯片、DC-AC、LDO等。

第四类，通信芯片（对应人的手脚），如：蓝牙、WiFi、NB-IOT、宽带、USB接口、以太网接口、HDMI接口等。

第五类，感知芯片（对应人的五官），如：MEMS、指纹、麦克风、摄像头等。

芯片制作流程

芯片的制作分为三个步骤：设计、加工和封测，具体如下图所示：

整个制作过程涉及到两个关键的部件，一个是EDA软件，另外一个就是大家常听说的光刻机。EDA软件和光刻机都非常的专业，非大部分公司所能开发，大家可以到网上去了解相关信息。

芯片的工艺发展非常快，下图展示了各个重要节点的时间：

可以看到，目前的工艺已经超越了5nm，正在向着更小的尺寸迈进。

芯片的发展也不是无穷无尽的，它受到如下四方面的限制：

第一，单个晶体管器件的理论极限。一个硅原子的直径是0.2纳米，而研究表明，硅晶体管的极限尺寸在1纳米左右。

第二，热力学限制。热力学限制，就是芯片工作温度的影响。工程实践表明，芯片工作温度引起的一点点噪声就可能让芯片出错。

第三，量子力学限制。量子力学极限就是量子隧穿带来的不确定性，当沟道缩小到很短，量子效应就开始出现了。

第四，集成带来的更多限制。有一个系统限制对芯片技术发展趋势非常重要，就是功耗；集成密度、时钟频率、电源电压、布线层数等等，每个参数都会限制芯片整体的性能。

芯片技术是一门高精尖技术，芯片产业是当今世界全球化最彻底的产业。作为信息行业的从业者，不管我们从事的是哪方面的工作，都应该了解芯片技术及相关产业，了解芯片在我们的学习和生活中的作用。

希望这篇文章能够让大家对芯片有一个基本的了解，以及对芯片产业有一个基本的认识。也欢迎大家分享自己对芯片的认识和理解，我们共同进步。