芯片主要由硅晶圆基底、晶体管阵列、存储单元、金属互连层、绝缘介质层、封装基板与引脚等组成。硅晶圆经过掺杂、氧化、光刻、沉积、互连和封装等工艺,形成可以计算、控制、存储和通信的微型电路;封装把芯片与外部电路连接起来,让芯片以稳定方式接入设备。
核心组成一览
| 组成层级 | 常见部件 | 主要功能 | 常见材料 |
|---|---|---|---|
| 基础基底 | 硅晶圆 | 承载内部电路 | 硅、锗、化合物半导体 |
| 功能单元 | 晶体管、存储单元 | 控制信号通断,保存数据 | 多晶硅、金属氧化物半导体 |
| 互连结构 | 金属布线层 | 连接晶体管与功能模块 | 铜、铝、钨 |
| 绝缘结构 | 介质层 | 分开不同导电区域 | 二氧化硅、低介电常数材料 |
| 封装结构 | 基板、引脚、焊球、接口 | 连接芯片与外部设备 | 树脂、陶瓷、金属合金 |
| 接口结构 | 输入输出电路 | 与主板、传感器、通信模块交换信号 | 硅、金属、绝缘材料 |
内部电路组成
- 晶体管:用电压控制电流通过与否,组成开关和逻辑门。
- 逻辑门:完成与、或、非等信号处理。
- 存储单元:保存数据位。
- 互连线:用多层金属线路连接器件。
- 介质层:隔开不同导电区域。
- 接口电路:让芯片与外部设备交换信号。
形成顺序
- 制备晶圆:把硅材料加工成薄片。
- 掺杂与氧化:在晶圆表面形成不同导电特性的区域。
- 光刻图形化:把电路图案转移到晶圆表面。
- 沉积与刻蚀:制作晶体管、电容、电阻等元件。
- 金属互连:用多层布线连接元件。
- 封装引脚:完成连接并接入设备。
封装组成
- 基板:支撑芯片内部结构。
- 引脚:连接外部电路。
- 焊球:用于表面贴装连接。
- 接口:传输数据与控制信号。
- 外壳:固定芯片并连接外部电路。
【常见问题】
问题1:芯片由什么组成?
回答1:芯片由硅晶圆、晶体管、互连金属、绝缘介质、封装基板、引脚和接口电路组成,芯片由什么组成可以理解为基底、功能电路和封装连接三部分。
问题2:芯片由什么组成的主要材料有哪些?
回答2:芯片由什么组成的主要材料常见为硅、铜、铝、多晶硅、金属氧化物半导体和高分子封装材料,硅负责基底,金属负责互连,介质负责分隔不同导电区域。
问题3:芯片由什么组成的内部功能单元包含哪些内容?
回答3:芯片由什么组成的内部功能单元包含晶体管、逻辑门、存储单元、运算单元、接口单元和时钟单元,它们共同完成计算、控制、存储和通信。
免责声明:本文用于科普说明,内容围绕芯片由什么组成进行整理,具体规格和最新工艺请以官方资料为准。


