ยี่ห้อใหม่ของแท้ IC สต็อกส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ชิป Ic สนับสนุน BOM บริการ DS90UB953TRHBRQ1
คุณสมบัติของผลิตภัณฑ์
| พิมพ์ | คำอธิบาย |
| หมวดหมู่ | วงจรรวม (IC) |
| นาย | เท็กซัส อินสทรูเมนท์ส |
| ชุด | ยานยนต์ AEC-Q100 |
| บรรจุุภัณฑ์ | เทปและรีล (TR) เทปตัด (CT) ดิจิ-รีล® |
| SPQ | 3000ทีแอนด์อาร์ |
| สถานะสินค้า | คล่องแคล่ว |
| การทำงาน | ซีเรียลไลเซอร์ |
| อัตราข้อมูล | 4.16Gbps |
| ประเภทอินพุต | CSI-2, MIPI |
| ประเภทเอาต์พุต | FPD-ลิงก์ III, LVDS |
| จำนวนอินพุต | 1 |
| จำนวนเอาท์พุต | 1 |
| แรงดันไฟฟ้า - อุปทาน | 1.71V ~ 1.89V |
| อุณหภูมิในการทำงาน | -40°ซ ~ 105°ซ |
| ประเภทการติดตั้ง | Surface Mount, ปีกข้างแบบเปียกได้ |
| แพ็คเกจ/กล่อง | 32-VFQFN แพ้ดแบบสัมผัส |
| แพคเกจอุปกรณ์ของซัพพลายเออร์ | 32-VQFN (5x5) |
| หมายเลขผลิตภัณฑ์ฐาน | DS90UB953 |
1.ทำไมต้องซิลิคอนสำหรับชิป?มีวัสดุที่สามารถทดแทนได้ในอนาคตหรือไม่?
วัตถุดิบสำหรับชิปคือเวเฟอร์ซึ่งประกอบด้วยซิลิคอนมีความเข้าใจผิดว่า "ทรายใช้ทำมันฝรั่งทอดได้" แต่ก็ไม่เป็นเช่นนั้นส่วนประกอบทางเคมีหลักของทรายคือซิลิคอนไดออกไซด์ และส่วนประกอบทางเคมีหลักของแก้วและเวเฟอร์ก็คือซิลิคอนไดออกไซด์เช่นกันอย่างไรก็ตาม ความแตกต่างก็คือแก้วเป็นซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ และทรายที่ให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงจะให้ซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ในทางกลับกัน เวเฟอร์เป็นซิลิคอนชนิดโมโนคริสตัลไลน์ และหากทำจากทราย จะต้องเปลี่ยนจากซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์เป็นซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์เพิ่มเติม
ซิลิคอนคืออะไรกันแน่ และเหตุใดจึงใช้ทำชิปได้ เราจะเปิดเผยสิ่งนี้ในบทความนี้ทีละรายการ
สิ่งแรกที่เราต้องเข้าใจก็คือ วัสดุซิลิกอนไม่ใช่การข้ามไปยังขั้นชิปโดยตรง ซิลิคอนถูกกลั่นจากทรายควอทซ์จากธาตุซิลิคอน จำนวนโปรตอนของธาตุซิลิกอนมากกว่าธาตุอลูมิเนียมหนึ่งมากกว่า ธาตุฟอสฟอรัสน้อยกว่าหนึ่ง มันไม่ได้เป็นเพียงพื้นฐานทางวัตถุของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่เท่านั้น แต่ยังรวมถึงผู้คนที่กำลังมองหาชีวิตนอกโลกด้วยซึ่งเป็นหนึ่งในองค์ประกอบพื้นฐานที่เป็นไปได้โดยปกติ เมื่อซิลิคอนถูกทำให้บริสุทธิ์และบริสุทธิ์ (99.999%) ก็สามารถผลิตเป็นเวเฟอร์ซิลิคอนได้ จากนั้นจึงหั่นเป็นเวเฟอร์ยิ่งแผ่นเวเฟอร์บางลง ต้นทุนการผลิตชิปก็จะยิ่งต่ำลง แต่ข้อกำหนดสำหรับกระบวนการชิปก็จะสูงขึ้นตามไปด้วย
สามขั้นตอนสำคัญในการเปลี่ยนซิลิคอนให้เป็นเวเฟอร์
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การเปลี่ยนซิลิคอนเป็นเวเฟอร์สามารถแบ่งออกเป็นสามขั้นตอน: การกลั่นและการทำให้บริสุทธิ์ของซิลิคอน การเติบโตของซิลิคอนผลึกเดี่ยว และการขึ้นรูปเวเฟอร์
โดยธรรมชาติแล้ว ซิลิคอนมักพบอยู่ในรูปของซิลิเกตหรือซิลิคอนไดออกไซด์ในทรายและกรวดวัตถุดิบจะถูกวางในเตาอาร์คไฟฟ้าที่อุณหภูมิ 2000°C และมีแหล่งคาร์บอนอยู่ และใช้อุณหภูมิสูงในการทำปฏิกิริยาซิลิคอนไดออกไซด์กับคาร์บอน (SiO2 + 2C = Si + 2CO) เพื่อให้ได้ซิลิคอนเกรดโลหะ ( ความบริสุทธิ์ประมาณ 98%)อย่างไรก็ตาม ความบริสุทธิ์นี้ไม่เพียงพอสำหรับการเตรียมชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ จึงต้องทำให้บริสุทธิ์เพิ่มเติมซิลิคอนเกรดโลหะวิทยาที่ถูกบดจะถูกคลอรีนด้วยก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์เพื่อผลิตไซเลนเหลว ซึ่งจากนั้นจะถูกกลั่นและลดลงทางเคมีโดยกระบวนการที่ให้โพลีซิลิคอนที่มีความบริสุทธิ์สูง โดยมีความบริสุทธิ์ 99.9999999999% เป็นซิลิคอนเกรดอิเล็กทรอนิกส์
แล้วคุณจะได้ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์จากซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ได้อย่างไร?วิธีการที่พบบ่อยที่สุดคือวิธีการดึงโดยตรง โดยวางโพลีซิลิคอนไว้ในเบ้าหลอมควอตซ์และให้ความร้อนด้วยอุณหภูมิ 1,400°C ที่บริเวณรอบนอก ซึ่งทำให้เกิดการหลอมโพลีซิลิคอนแน่นอนว่าสิ่งนี้นำหน้าด้วยการจุ่มผลึกเมล็ดพืชลงไป และให้แกนดึงนำผลึกเมล็ดพืชไปในทิศทางตรงกันข้ามในขณะที่ค่อยๆ ดึงมันขึ้นจากซิลิคอนที่ละลายในแนวตั้งซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ที่ละลายจะเกาะติดที่ด้านล่างของผลึกเมล็ดพืชและเติบโตขึ้นไปในทิศทางของตาข่ายคริสตัลเมล็ด ซึ่งหลังจากถูกดึงออกมาและทำให้เย็นลงจะเติบโตเป็นแท่งผลึกเดี่ยวที่มีการวางแนวตาข่ายเดียวกันกับคริสตัลเมล็ดด้านในในที่สุด เวเฟอร์ผลึกเดี่ยวจะถูกบด ตัด บด ลบมุม และขัดเงาเพื่อผลิตเวเฟอร์ที่สำคัญทั้งหมด
เวเฟอร์ซิลิคอนสามารถจำแนกได้เป็น 6", 8", 12" และ 18" ขึ้นอยู่กับขนาดการตัดยิ่งแผ่นเวเฟอร์มีขนาดใหญ่เท่าไร ก็ยิ่งสามารถตัดชิปออกจากเวเฟอร์แต่ละแผ่นได้มากขึ้นเท่านั้น และราคาต่อชิปก็จะยิ่งต่ำลง
2.สามขั้นตอนสำคัญในการเปลี่ยนซิลิคอนให้เป็นเวเฟอร์
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การเปลี่ยนซิลิคอนเป็นเวเฟอร์สามารถแบ่งออกเป็นสามขั้นตอน: การกลั่นและการทำให้บริสุทธิ์ของซิลิคอน การเติบโตของซิลิคอนผลึกเดี่ยว และการขึ้นรูปเวเฟอร์
โดยธรรมชาติแล้ว ซิลิคอนมักพบอยู่ในรูปของซิลิเกตหรือซิลิคอนไดออกไซด์ในทรายและกรวดวัตถุดิบจะถูกวางในเตาอาร์คไฟฟ้าที่อุณหภูมิ 2000°C และมีแหล่งคาร์บอนอยู่ และใช้อุณหภูมิสูงในการทำปฏิกิริยาซิลิคอนไดออกไซด์กับคาร์บอน (SiO2 + 2C = Si + 2CO) เพื่อให้ได้ซิลิคอนเกรดโลหะ ( ความบริสุทธิ์ประมาณ 98%)อย่างไรก็ตาม ความบริสุทธิ์นี้ไม่เพียงพอสำหรับการเตรียมชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ จึงต้องทำให้บริสุทธิ์เพิ่มเติมซิลิคอนเกรดโลหะวิทยาที่ถูกบดจะถูกคลอรีนด้วยก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์เพื่อผลิตไซเลนเหลว ซึ่งจากนั้นจะถูกกลั่นและลดลงทางเคมีโดยกระบวนการที่ให้โพลีซิลิคอนที่มีความบริสุทธิ์สูง โดยมีความบริสุทธิ์ 99.9999999999% เป็นซิลิคอนเกรดอิเล็กทรอนิกส์
แล้วคุณจะได้ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์จากซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ได้อย่างไร?วิธีการที่พบบ่อยที่สุดคือวิธีการดึงโดยตรง โดยวางโพลีซิลิคอนไว้ในเบ้าหลอมควอตซ์และให้ความร้อนด้วยอุณหภูมิ 1,400°C ที่บริเวณรอบนอก ซึ่งทำให้เกิดการหลอมโพลีซิลิคอนแน่นอนว่าสิ่งนี้นำหน้าด้วยการจุ่มผลึกเมล็ดพืชลงไป และให้แกนดึงนำผลึกเมล็ดพืชไปในทิศทางตรงกันข้ามในขณะที่ค่อยๆ ดึงมันขึ้นจากซิลิคอนที่ละลายในแนวตั้งซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ที่ละลายจะเกาะติดที่ด้านล่างของผลึกเมล็ดพืชและเติบโตขึ้นไปในทิศทางของตาข่ายคริสตัลเมล็ด ซึ่งหลังจากถูกดึงออกมาและทำให้เย็นลงจะเติบโตเป็นแท่งผลึกเดี่ยวที่มีการวางแนวตาข่ายเดียวกันกับคริสตัลเมล็ดด้านในในที่สุด เวเฟอร์ผลึกเดี่ยวจะถูกบด ตัด บด ลบมุม และขัดเงาเพื่อผลิตเวเฟอร์ที่สำคัญทั้งหมด
เวเฟอร์ซิลิคอนสามารถจำแนกได้เป็น 6", 8", 12" และ 18" ขึ้นอยู่กับขนาดการตัดยิ่งแผ่นเวเฟอร์มีขนาดใหญ่เท่าไร ก็ยิ่งสามารถตัดชิปออกจากเวเฟอร์แต่ละแผ่นได้มากขึ้นเท่านั้น และราคาต่อชิปก็จะยิ่งต่ำลง
เหตุใดซิลิคอนจึงเป็นวัสดุที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการผลิตชิป
ตามทฤษฎีแล้ว สารกึ่งตัวนำทั้งหมดสามารถใช้เป็นวัสดุชิปได้ แต่สาเหตุหลักที่ทำให้ซิลิคอนเป็นวัสดุที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการผลิตชิปมีดังนี้
อันดับที่ 1 ตามการจัดอันดับปริมาณธาตุของโลก ตามลำดับ: ออกซิเจน > ซิลิคอน > อลูมิเนียม > เหล็ก > แคลเซียม > โซเดียม > โพแทสเซียม ...... จะเห็นได้ว่าซิลิคอนอยู่ในอันดับที่สอง ซึ่งมีปริมาณมาก ซึ่งยังช่วยให้ ชิปเพื่อให้มีการจัดหาวัตถุดิบที่แทบจะไม่มีวันหมด
2 คุณสมบัติทางเคมีขององค์ประกอบซิลิกอนและคุณสมบัติของวัสดุมีเสถียรภาพมาก ทรานซิสเตอร์ที่เก่าแก่ที่สุดคือการใช้เจอร์เมเนียมวัสดุเซมิคอนดักเตอร์เพื่อสร้าง แต่เนื่องจากอุณหภูมิสูงกว่า 75 ℃ การนำไฟฟ้าจะมีการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ ทำเป็นรอยต่อ PN หลังจากย้อนกลับ กระแสรั่วไหลของเจอร์เมเนียมมากกว่าซิลิคอน ดังนั้นการเลือกองค์ประกอบซิลิกอนเป็นวัสดุชิปจึงเหมาะสมกว่า
3 เทคโนโลยีการทำให้บริสุทธิ์องค์ประกอบซิลิกอนเป็นผู้ใหญ่แล้ว และต้นทุนต่ำ ปัจจุบันการทำให้บริสุทธิ์ของซิลิคอนสามารถเข้าถึงได้ถึง 99.9999999999%
4 วัสดุซิลิกอนนั้นปลอดสารพิษและไม่เป็นอันตราย ซึ่งเป็นหนึ่งในเหตุผลสำคัญว่าทำไมจึงเลือกเป็นวัสดุการผลิตสำหรับชิป
