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什么是晶圆

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【大纪元6月7日讯】(大纪元记者彭秋燕台北报导)台积电是台弯晶圆代工龙头,由于晶圆必需在无尘室生产,而利用晶圆制成的半导体元件大部分都包装在产品内部,所以对晶圆的了解,一般人仿佛隔层纱,很难窥其堂奥。

其实,晶圆很简单,它是制造半导体最重要的材料、积体电路(IC)的载具,MOS电晶体(一种4端点的电晶体元件)与电路都制作在晶圆上。如图粉红色框框处可能就是一片专为不同功能设计好的积体电路晶片。之后会切割成小块、封装,组合成我们常见的IC或记忆体、CPU等等。

可能大家还有印象,以前的第一代真空管电脑(1951-1958),使用了18,000多个真空管,占地约两间教室的大小;现今的积体电路使用了微小化MOS电晶体代替了真空管,并将电路线制作在晶片中。如今一片微小的CPU就可以替换掉第一代庞大的真空管电脑,运算速度也可能是第一代电脑的数千甚至是数万倍。

一般常听到的90nm(90奈米)制程,就是指积体电路中的MOS电晶体他的通道长度为90nm。大致上也可说那颗电晶体长度就是90nm。这样说来一个MOS电晶体大小才到一根头发直径(100um(微米)=10,000nm)的千分之一。(奈米-10的负九次方,微米-10的负六次方)

大致上说各种不同的科技产品内皆有运算或记忆的晶片,利用写入不同程式、或设计不同的电路使晶片可以作出不同的运算功能。从简易广告用跑马灯、红绿灯的读秒显示与秒数运算计时器、计算机中的显示器与算子件、行动电话中的显示器与程式运算电路、到电脑的CPU等,这些与运算或记忆相关的科技产品几乎都跟积体电路有关。

未来积体电路的发展,倾向于元件越来越小,晶圆半径越来越大。越大的晶圆一次可作出越多颗的IC,相对的产能增加,成本降低。而电晶体元件也越来越小,在相对面积下元件越小就可以大幅减少IC面积,因此资料运算与传导速度也会越快,能源消耗也会减低。现在元件某些部分的厚度已经达到1至2个原子层,快要达到物理上的限制。若想制造特性更完美的元件,人类还必须研究更多不同的材料或是更精准的制造流程。
(http://www.dajiyuan.com)

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