集成电路板是谁发明的，是怎样工作的？

1947年12月23日第一块晶体管在贝尔实验室诞生，从此人类步入了飞速发展的电子时代。但是对于从小就对电子技术感兴趣的基尔比来说可不见得是件好的事情：晶体管的发明宣布了基尔比在大学里选修的电子管技术课程全部作废。但是这并没有消减这个年轻人对电子技术的热情，反而更加坚定了他的道路。 也许这就是天意，在晶体管发明十年后的1958年，34岁的基尔比加入德州仪器公司。说起当初为何选择德州仪器，基尔比轻描淡写道：“因为它是惟一允许我差不多把全部时间用于研究电子器件微型化的公司，给我提供了大量的时间和不错的实验条件。”也正是德州仪器这一温室，孕育了基尔比无与伦比的成就。 虽然那个时代的工程师们因为晶体管发明而备受鼓舞，开始尝试设计高速计算机，但是问题还没有完全解决：由晶体管组装的电子设备还是太笨重了，工程师们设计的电路需要几英里长的线路还有上百万个的焊点组成，建造它的难度可想而知。至于个人拥有计算机，更是一个遥不可及的梦想。针对这一情况，基尔比提出了一个大胆的设想： “能不能将电阻、电容、晶体管等电子元器件都安置在一个半导体单片上？”这样整个电路的体积将会大大缩小，于是这个新来的工程师开始尝试一个叫做相位转换振荡器的简易集成电路。 1958年9月12日，基尔比研制出世界上第一块集成电路，成功地实现了把电子器件集成在一块半导体材料上的构想，并通过了德州仪器公司高层管理人员的检查。请记住这一天，集成电路取代了晶体管，为开发电子产品的各种功能铺平了道路，并且大幅度降低了成本，使微处理器的出现成为了可能，开创了电子技术历史的新纪元，让我们现在习以为常一切电子产品的出现成为可能。 伟大的发明与人物总会被历史验证与牢记，2000年基尔比因为发明集成电路而获得当年的诺贝尔物理学奖。这份殊荣，经过四十二年的检验显得愈发珍贵，更是整个人类对基尔比伟大发明的充分认可。诺贝尔奖评审委员会的评价很简单：“为现代信息技术奠定了基础”。 “我认为，有几个人的工作改变了整个世界，以及我们的生活方式——亨利·福特、托马斯·爱迪生、莱特兄弟，还有杰克·基尔比。如果说有一项发明不仅革新了我们的工业，并且改变了我们生活的世界，那就是杰克发明的集成电路。”或许德州仪器公司董事会主席汤姆·恩吉布斯的评价是对基尔比贡献最简洁有力的注解，现在基尔比的照片和爱迪生的照片一起悬挂在国家发明家荣誉厅内。 罗伯特�6�1诺伊斯，是一位科学界和商业界的奇才。他在基尔比的基础上发明了可商业生产的集成电路，使半导体产业由“发明时代”进入了“商用时代”。同时，还共同创办了两家硅谷最伟大的公司：一个是曾经有半导体行业“黄埔军校”之称的-仙童(Fairchild)公司，一个是当今世界上最大设计和生产半导体的科技巨擎英特尔公司。 生活在美国大萧条时代的罗伯特�6�1诺伊斯向来奉行“自己动手”，12岁的时候，他与二哥自造了一架悬挂式滑翔机。13岁的时候，他们用家里洗衣机淘汰的旧汽油发动机造出了一辆汽车。甚至还同朋友一起造出了一台粗糙的无线电收发两用机，互相发信息。当然诺伊斯这一生最大的发明，还属可商业生产的集成电路。 1959年7月，诺伊斯研究出一种二氧化硅的扩散技术和PN结的隔离技术，并创造性地在氧化膜上制作出铝条连线，使元件和导线合成一体，从而为半导体集成电路的平面制作工艺、为工业大批量生产奠定了坚实的基础。与基尔比在锗晶片上研制集成电路不同，诺伊斯把眼光直接盯住硅－地球上含量最丰富之一的元素，商业化价值更大，成本更低。自此大量的半导体器件被制造并商用，风险投资开始出现，半导体初创公司涌现，更多功能更强、结构更复杂的集成电路被发明，半导体产业由“发明时代”进入了“商用时代”。 当然在这个“商用时代”还诞生了诺伊斯最大的成就：1968年诺伊斯离开了曾经有半导体行业“黄埔军校”之称的-仙童(Fairchild)公司（孕育出包括英特尔、AMD、美国国家半导体等当今半导体行业著名公司）与戈登-摩尔、安迪-格罗夫同创建了英特尔（Intel）。1929年1月3日，戈登·摩尔出生在距离旧金山南部的一个小镇，1954年获物理化学博士学位，1956年同诺伊斯一起创办了传奇般的仙童(Fairchild)公司，主要负责技术研发。1968年在诺伊斯辞职后，戈登·摩尔跟随而去一起创办了Intel, 1975年成为公司总裁兼CEO。 1965年，有一天摩尔离开硅晶体车间坐下来，拿了一把尺子和一张纸，画了个草图。纵轴代表不断发展的芯片，横轴为时间，结果是很有规律的几何增长。这一发现发表在当年第35期《电子》杂志上。这篇不经意之作也是迄今为止半导体历史上最具意义的论文。摩尔指出：微处理器芯片的电路密度，以及它潜在的计算能力，每隔一年翻番。这也就是后来闻名于IT界的“摩尔定律”的雏形。为了使这个描述更精确，1975年，摩尔做了一些修正，将翻番的时间从一年调整为两年。实际上，后来更准确的时间是两者的平均：18个月。"摩尔定律"不是一条简明的自然科学定律，尊它为发展方针的英特尔公司，更是取得了巨大的商业成功，而微处理器也成了摩尔定律的最佳体现，也带着摩尔本人的名望和财富每隔18个月翻一番。 当时，集成电路问世才6年。摩尔的实验室也只能将50只晶体管和电阻集成在一个芯片上。摩尔当时的预测听起来好像是科幻小说；此后也不断有技术专家认为芯片集成“已经到顶”。但事实证明，摩尔的预言是准确的，遵循着摩尔定律目前最先进的集成电路已含有超过17亿个晶体管。 摩尔定律的伟大不仅仅是促成了英特尔巨大的商业成功，半导体行业的工程师们遵循着这一定律，不仅每１８个月将晶体管的数量翻一翻，更是意味着同样性能的芯片每18个月体积就可以缩小一半，成本减少一半。也可以说是因为摩尔定律让我们生活中的电子产品性能越来越强大，体积越来越轻薄小巧，价格越来越低廉。 1900年已经退休的摩尔从美国前总统布什的手中接过了美国技术奖。今天，他的名字就像他提出的“摩尔定律”一样，响彻在半导体行业每个人的心中。摩尔定律就像一股不可抗拒的自然力量，统治了硅谷乃至全球计算机业整整三十多年。 [3] 集成电路的封装方式介绍 由于电视、音响、录像集成电路的用途，使用环境，生产历史等原因，使其不但在型号规格上繁杂，而且封装形式也多样。 常见的封装材料有：塑料。陶瓷。玻璃。金属等，现在基本采用塑料封装。 按封装形式分：普通双列直插式，普通单列直插式，小型双列扁平，小型四列扁平，圆形金属，体积较大的厚膜电路等。 按封装体积大小排列分：最大为厚膜电路，其次分别为双列直插式，单列直插式，金属封装。双列扁平。四列扁平为最校 两引脚之间的间距分：普通标准型塑料封装，双列。单列直插式一般多为2.54±0.25mm,其次有2mm(多见于单列直插式).1.778±0.25mm(多见于缩型双列直插式).1.5±0.25mm,或1.27±0.25mm(多见于单列附散热片或单列V型).1.27±0.25mm(多见于双列扁平封装).1±0.15mm(多见于双列或四列扁平封装).0.8±0.05～0.15mm(多见于四列扁平封装).0.65±0.03mm(多见于四列扁平封装)。 双列直插式两列引脚之间的宽度分：一般有7.4～7.62mm.10.16mm.12.7mm.15.24mm等数种。 双列扁平封装两列之间的宽度分(包括引线长度：一般有6～6.5±mm.7.6mm.10.5～10.65mm等。 四列扁平封装40引脚以上的长×宽一般有：10×10mm(不计引线长度).13.6×13.6±0.4mm(包括引线长度).20.6×20.6±0.4mm(包括引线长度).8.45×8.45±0.5mm(不计引线长度).14×14±0.15mm(不计引线长度)等。

半导体产业开始于上世纪。随着 1947 年固体晶体管的发明， 半导体行业已经获得了长足发展， 之后的发展方向是引入了集成电路和硅材料。集成电路将多个元件结合在了一块芯片上，提高了芯片性能、降低了成本。随着硅材料的引入，芯片工艺逐步演化为器件在硅片上层以及电路层的衬底上淀积。

芯片制造主要有五大步骤：硅片制备、芯片制造、芯片测试与挑选、装配与封装、终测。

芯片制造主要有五大步骤_国内硅片制造商迎来春天

芯片制造的五大步骤

（1）硅片制备。

首先是将硅从矿物中提纯并纯化，经过特殊工艺产生适当直径的硅锭。然后将硅锭切割成用于制造芯片的薄硅片。最后按照不同的定位边和沾污水平等参数制成不同规格的硅片。 本文讨论的主要内容就是硅片制备环节。

（2）芯片制造。

裸露的硅片到达硅片制厂，经过各种清洗、成膜、光刻、刻蚀和掺杂等步骤，硅片上就刻蚀了一整套集成电路。芯片测试/拣选。 芯片制造完后将被送到测试与拣选区，在那里对单个芯片进行探测和电学测试，然后拣选出合格的产品，并对有缺陷的产品进行标记。

（3）装配与封装。

硅片经过测试和拣选后就进入了装配和封装环节，目的是把单个的芯片包装在一个保护壳管内。 硅片的背面需要进行研磨以减少衬底的厚度，然后把一个后塑料膜贴附在硅片背面，再沿划线片用带金刚石尖的锯刃将硅片上每个芯片分开，塑料膜能保持芯片不脱落。在装配厂，好的芯片被压焊或抽空形成装配包，再将芯片密封在塑料或陶瓷壳内。

（4）终测。

为确保芯片的功能， 需要对每一个被封装的集成电路进行测试， 以满足制造商的电学和环节的特性参数要求。

硅片制作的工艺流程

硅片制备之前是制作高纯度的半导体级硅（semiconductor-grade silicon， SGS），也被称为电子级硅。 制备过程大概分为三步，第一步是通过加热含碳的硅石（SiO2） 来生成气态的氧化硅 SiO；第二步是用纯度大概 98%的氧化硅，通过压碎和化学反应生产含硅的三氯硅烷气体（SiHCl3）； 第三步是用三氯硅烷经过再一次的化学过程，用氢气还原制备出纯度为 99.9999999%的半导体级硅。

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半导体硅的生产过程

对半导体级硅进一步加工得到硅片的过程被称为硅片制备环节。 硅片制备包括晶体生长、整型、切片、抛光、清洗和检测等步骤，通过单晶硅生长、 机械加工、化学处理、表面抛光和质量检测等环节最终生产出符合条件的高质量硅片。

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