芯片的味道有点硝烟

地球村的氛围在鹰酱的搅动下，变得混乱不堪。

自2018年，鹰酱扬着大棍盯着种花村，兔子们的便准备着和鹰酱奋战到底。

芯片作为一个副战场被推到了前沿，兔子知道，要想地球村和平这个战场是一个关键点。

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芯片的制作要分 设计 测试 布局 生产 验证 等阶段，每一个阶段都是各个行业的参与。

虽然芯片包罗万千，但那下面的劳动者就是 与 或 非 的 逻辑门。

我们来 补习一下 现阶段的 芯片的味道。

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• 设计阶段

  其实这个设计阶段，就是我们要根据我们的功能需求来做电路实现。

  设计解决的是功能到想法的过度问题。

  • 在模电里面，我能可以利用的电子元件的特性来完成我们的需求，设计阶段往往体现在一张电路图中。
    

    这是收音机的电路图，来着百度答友，图片地址。

  • 在数电里面，我们可以利用逻辑门的逻辑来完成我们的需求，设计阶段是逻辑的展现和逻辑门电路。

  • 真值表
    
  • 卡络图
    
  • 逻辑门电路
    

  注意： 上面的三个图没有逻辑关联关系，不能相互推理转换，只是给大家一个直观的映像，方便大家回忆。
  图片来自 数电基础知识 教学PPT的截取。

  而芯片的设计虽然属于数字电路，但相对于来说逻辑性更强，规模更大，我们将其称为 超大规模数字电路设计。

  超大规模的设计，往往不是说就能说清楚的了。

  一般来说，在设计的时候，我们都是先将我们的需求罗列清楚，然后用设计语言转换为计算机逻辑，再然后就是将这个计算机逻辑使用一些工具转换成逻辑电路。

  这个转换的工具，你觉得想不想 计算机语言的 编译器。 恩，我觉得蛮像的。

• 调试阶段

  其实设计和调试往往就没有分开。
  设计的功能在实际情况下有时不能达到预想的效果，我们需要不停的调试。
  但更多的时候，调试将辅助 穿插于 功能实现的阶段，代码调试，模块调试，系统调试，功能调试等待。

  不要问为啥要调试了，大概就是程序员和Bug的爱恨情仇 <[-_-]>。

• 综合布局

  这个过程的功能有点像积木中的堆放，我们将之前用代码编译的逻辑门按照一些规则排布在一个平面上(要问为啥是平面，因为目前的集成电路硅基就是平面的丫)。

  这大概就是和软件编程的不同的地方，硬件实现的时候，由于电子在各个元件上传递是有时间的，也就是各个逻辑门的电平转换拥有时延。

  我们选择集成芯片的时候，往往有个 芯片 频率 的参数指标， 这个频率的上线很大部分就是这个时延约束的。

  所以综合布局对芯片性能有很大的影响，一个好的芯片各个阶段都要做到极致才行。

  这一步过后，我们就可以得到一张电路设计图了。

  在这里 ARM 做得比较好，我们还得继续努力。

• 生产

  这个就是鹰酱对种花村封锁的主要内容了，虽然没有硝烟，但是却无比血腥。

  其实生产过程通俗的理解上也是比较简单， 步骤：

  • 生产一片硅片 ---- 重点是硅片的纯度要高，否则会产生大量的坏片
  • 在硅片上将我们布局得到的图纸雕刻出来 ---- 这一步重点是光刻机，个人有点其他想法
  • 然后根据实际对这些雕刻的元器件进行掺杂 ---- 需要使用的化学品的纯度很高
  • 最后把这些原件用铸造技术将原件连起来 ---- 相当于电路中的布线

  当然还有一些晶元切割过程，通过上面的步骤，芯片才能够有自己的功能。

  这方面国内还有一定的差距，加油！！

• 功能验证

  芯片生产出来，到底能不能用要验证了才知道，一般在大规模生产的前面，有样片打样验证的过程，除了功能验证，还有就是剔除坏片。

• 芯片封装

  其实制作出来的芯片是非常脆弱的，受不得一点杂质的侵染，这个时候我们需要对芯片进行封装。

  封装过程就是将芯片封装在一个密闭空间中，只对外连接少量的管脚。

  我们接触到的芯片，就是封装后的芯片。
  
  有的封装，封装了多个核心，我们在这些芯片的基础上做电路设计，只需要考虑管脚的电气属性，不用再考虑芯片内部的核心实现。

• 总结

大家伙都说芯片的制作是一个大工程，不是一个国家能完成的。

我想说，芯片的制作是一个大工程，不是一个人能完成的。

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我不希望有的培训机构在这里收取大量的培训费。

这本身就是大家的奋斗实现祖国复兴的过程，一些资本在这里吸血，就让我看不懂了。

在后期我会抽空制作一些详细的教程，将我知道的和学习的分享给大家，方便大家通俗的学习，一定要相信 大道至简， 给你说 复杂 的都是局外人。

外国是技术的摇篮，而我们要做技术的海洋。