芯片是什么東西

芯片是半導(dǎo)體元件產(chǎn)品的統(tǒng)稱(chēng)，又稱(chēng)集成電路、微電路、微芯片。芯片是一種微型電子器件或部件。采用一定的工藝，把一個(gè)電路中所需的晶體管、二極管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起，制作在一小塊或幾小塊半導(dǎo)體晶片或介質(zhì)基片上，然后封裝在一個(gè)管殼內(nèi)，成為具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu)；其中所有元件在結(jié)構(gòu)上已組成一個(gè)整體，使電子元件向著微小型化、低功耗和高可靠性方面邁進(jìn)了一大步。它的英文（integrated circuit）用字母“IC”表示。集成電路技術(shù)包括芯片制造技術(shù)與設(shè)計(jì)技術(shù)，主要體現(xiàn)在加工設(shè)備，加工工藝，封裝測(cè)試，批量生產(chǎn)及設(shè)計(jì)創(chuàng)新的能力上。

芯片是什么材料制成的

芯片原材料主要是單晶硅，硅的性質(zhì)是可以做半導(dǎo)體，高純的單晶硅是重要的半導(dǎo)體材料。在單晶硅中摻入微量的第IIIA族元素，形成p型硅半導(dǎo)體；摻入微量的第VA族元素，形成n型半導(dǎo)體。p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體結(jié)合在一起形成p-n結(jié)，就可做成太陽(yáng)能電池，將輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。在開(kāi)發(fā)能源方面是一種很有前途的材料，廣泛應(yīng)用的二極管、三極管、晶閘管、場(chǎng)效應(yīng)管和各種集成電路（包括人們計(jì)算機(jī)內(nèi)的芯片和CPU）都是用硅做的原材料。

制造芯片還需要一種重要的材料就是金屬，硅是地殼內(nèi)第二豐富的元素，而脫氧后的沙子，尤其是石英，最多包含25％的硅元素，以二氧化硅的形式存在，這也是半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。使用單晶硅晶圓用作基層，然后使用光刻、摻雜、CMP等技術(shù)制成MOSFET或BJT等組件，再利用薄膜和CMP技術(shù)制成導(dǎo)線，如此便完成芯片制作。

ic芯片的分類(lèi)有哪些

ic芯片的產(chǎn)品分類(lèi)可以有下面分類(lèi)方法:

1、按電子組件的數(shù)量來(lái)分類(lèi)

SSI(小型集成電路)，晶體管數(shù)10～100個(gè)

MSI(中型集成電路)，晶體管數(shù)100～1000個(gè)

LSI(大規(guī)模集成電路)，晶體管數(shù)1000～100000

VLSI(超大規(guī)模集成電路)，晶體管數(shù)100000以上。

2、按功能結(jié)構(gòu)分類(lèi)

集成電路按其功能、結(jié)構(gòu)的不同，可以分為模擬集成電路和數(shù)字集成電路兩大類(lèi)。

3、按制作工藝分類(lèi)

集成電路按制作工藝可分為半導(dǎo)體集成電路和膜集成電路。膜集成電路又分類(lèi)厚膜集成電路和薄膜集成電路。

4、按導(dǎo)電類(lèi)型不同分類(lèi)

集成電路按導(dǎo)電類(lèi)型可分為雙極型集成電路和單極型集成電路。雙極型集成電路的制作工藝復(fù)雜，功耗較大，代表集成電路有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等類(lèi)型。

單極型集成電路的制作工藝簡(jiǎn)單，功耗也較低，易于制成大規(guī)模集成電路，代表集成電路有CMOS、NMOS、PMOS等類(lèi)型。

5、按ic芯片用途分類(lèi)

集成電路按用途可分為電視機(jī)用集成電路。音響用集成電路、影碟機(jī)用集成電路、錄像機(jī)用集成電路、電腦(微機(jī))用集成電路、電子琴用集成電路、通信用集成電路、照相機(jī)用集成電路、遙控集成電路、語(yǔ)言集成電路、報(bào)警器用集成電路及各種專(zhuān)用集成電路。

ic芯片用途

1、減少元器件的使用

集成電路的誕生，小規(guī)模的集成電路使內(nèi)容元器件的數(shù)量減少，在零散元器件上有了很大的技術(shù)提高。

2、產(chǎn)品性能得到有效提高

將元器件都集合到了一起，不僅減少了外電信號(hào)的干擾，也在電路設(shè)計(jì)方面有了很大的提升，提高了運(yùn)行速度。

3、更加方便應(yīng)用

一種功能對(duì)應(yīng)一種電路，將一種功能集中成一個(gè)集成電路，如此一來(lái)，在以后應(yīng)用中，要什么功能就可以應(yīng)用相應(yīng)的集成電路，從而大大方便了應(yīng)用。

芯片是如何制造的

1、沉積：將材料薄膜沉積到晶圓上。材料可以是導(dǎo)體、絕緣體或半導(dǎo)體。

2、光刻膠涂覆：在晶圓上涂覆光敏材料“光刻膠”或“光阻”，然后將晶圓放入光刻機(jī)。

3、曝光：在掩模版上制作需要印刷的圖案藍(lán)圖。

4、計(jì)算光刻：對(duì)掩模版上的圖案進(jìn)行調(diào)整，確保最終光刻圖案的準(zhǔn)確。

5、烘烤與顯影：洗去多余光刻膠，部分涂層留出空白部分。

6、刻蝕：氣體等材料去除多余的空白部分，形成3D電路圖案。

7、計(jì)量和檢驗(yàn)：進(jìn)行計(jì)量和檢驗(yàn)，過(guò)程確保沒(méi)有任何誤差。檢測(cè)結(jié)果反饋至光刻系統(tǒng)。

8、離子注入：用正離子或負(fù)離子轟擊晶圓，對(duì)部分圖案的半導(dǎo)體特性進(jìn)行調(diào)整。

9、視需要重復(fù)制程步驟：從薄膜沉積到去除光刻膠，整個(gè)流程為晶圓片覆蓋上一層圖案，這一流程需要不斷重復(fù)100多次。

10、封裝芯片：最后一步，切割晶圓，獲得單個(gè)芯片，封裝在保護(hù)殼中。

如何判斷ic芯片的好壞

不在路檢測(cè)

這種方法是在ic未焊入電路時(shí)進(jìn)行的，一般情況下可用萬(wàn)用表測(cè)量各引腳對(duì)應(yīng)于接地引腳之間的正、反向電阻值，并和完好的ic進(jìn)行比較。

在路檢測(cè)

這是一種通過(guò)萬(wàn)用表檢測(cè)IC各引腳在路（IC在電路中）直流電阻、對(duì)地交直流電壓以及總工作電流的檢測(cè)方法。這種方法克服了代換試驗(yàn)法需要有可代換IC的局限性和拆卸IC的麻煩，是檢測(cè)IC最常用和實(shí)用的方法。

1、直流工作電壓測(cè)量

這是一種在通電情況下，用萬(wàn)用表直流電壓擋對(duì)直流供電電壓、外圍元件的工作電壓進(jìn)行測(cè)量；檢測(cè)IC各引腳對(duì)地直流電壓值，并與正常值相比較，進(jìn)而壓縮故障范圍， 出損壞的元件。測(cè)量時(shí)要注意以下8點(diǎn)：

（1）萬(wàn)用表要有足夠大的內(nèi)阻， 少要大于被測(cè)電路電阻的10倍以上，以免造成較大的測(cè)量誤差。

（2）通常把各電位器旋到中間位置，如果是電視機(jī)，信號(hào)源要采用標(biāo)準(zhǔn)彩條信號(hào)發(fā)生器。

（3）表筆或探頭要采取防滑措施。因任何瞬間短路都容易損壞IC。可采取如下方法防止表筆滑動(dòng)：取一段自行車(chē)用氣門(mén)芯套在表筆尖上，并長(zhǎng)出表筆尖約0.5mm左右，這既能使表筆尖良好地與被測(cè)試點(diǎn)接觸，又能有效防止打滑，即使碰上鄰近點(diǎn)也不會(huì)短路。

（4）當(dāng)測(cè)得某一引腳電壓與正常值不符時(shí)，應(yīng)根據(jù)該引腳電壓對(duì)ic正常工作有無(wú)重要影響以及其他引腳電壓的相應(yīng)變化進(jìn)行分析， 能判斷ic的好壞。

（5）ic引腳電壓會(huì)受外圍元器件影響。當(dāng)外圍元器件發(fā)生漏電、短路、開(kāi)路或變值時(shí)，或外圍電路連接的是一個(gè)阻值可變的電位器，則電位器滑動(dòng)臂所處的位置不同，都會(huì)使引腳電壓發(fā)生變化。

（6）若ic各引腳電壓正常，則一般認(rèn)為ic正常；若ic部分引腳電壓異常，則應(yīng)從偏離正常值最大處入手，檢查外圍元件有無(wú)故障，若無(wú)故障，則ic很可能損壞。

（7）對(duì)于動(dòng)態(tài)接收裝置，如電視機(jī)，在有無(wú)信號(hào)時(shí),ic各引腳電壓是不同的。如發(fā)現(xiàn)引腳電壓不該變化的反而變化大，該隨信號(hào)大小和可調(diào)元件不同位置而變化的反而不變化，就可確定ic損壞。

（8）對(duì)于多種工作方式的裝置，如錄像機(jī)，在不同工作方式下，ic各引腳電壓也是不同的。

2、交流工作電壓測(cè)量法

為了掌握ic交流信號(hào)的變化情況，可以用帶有ｄｂ插孔的萬(wàn)用表對(duì)ic的交流工作電壓進(jìn)行近似測(cè)量。檢測(cè)時(shí)萬(wàn)用表置于交流電壓擋，正表筆插入ｄｂ插孔；對(duì)于無(wú)ｄｂ插孔的萬(wàn)用表，需要在正表筆串接一只0.1～0.5μｆ隔直電容。該法適用于工作頻率較低的ic，如電視機(jī)的視頻放大級(jí)、場(chǎng)掃描電路等。由于這些電路的固有頻率不同，波形不同，所以所測(cè)的數(shù)據(jù)是近似值，只能供參考。

3、總電流測(cè)量法

該法是通過(guò)檢測(cè)IC電源進(jìn)線的總電流，來(lái)判IC好壞的一種方法。由于IC內(nèi)部絕大多數(shù)為直接耦合，IC損壞時(shí)（如某一個(gè)pn結(jié)擊穿或開(kāi)路）會(huì)引起后級(jí)飽和與截止，使總電流發(fā)生變化。所以通過(guò)測(cè)量總電流的方法可以判IC的好壞。也可用測(cè)量電源通路中電阻的電壓降，用歐姆定律計(jì)算出總電流值。

芯片破解方法

1、軟件攻擊

該技術(shù)通常使用處理器通信接口，并利用協(xié)議、加密算法或這些算法中的安全漏洞進(jìn)行攻擊。軟件攻擊成功的典型例子是早期ATMELAT89C系列單片機(jī)的攻擊。攻擊者利用該系列單片機(jī)消除操作時(shí)序設(shè)計(jì)上的漏洞，使用自編程序消除加密鎖定位后，停止下一步消除單片內(nèi)程序存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)的操作，使加密的單片機(jī)成為沒(méi)有加密的單片機(jī)，使用編程讀取單片內(nèi)程序在其他加密方法的基礎(chǔ)上，可以研究一些設(shè)備，配合一定的軟件進(jìn)行軟件攻擊。

2、電子檢測(cè)攻擊

該技術(shù)通常以高時(shí)間分辨率監(jiān)視處理器在正常操作時(shí)所有電源和接口連接的模擬特性，通過(guò)監(jiān)視其電磁輻射特性實(shí)施攻擊。因?yàn)閱纹瑱C(jī)是活動(dòng)的電子設(shè)備，在執(zhí)行不同的指令時(shí)，對(duì)應(yīng)的電源功耗也發(fā)生了相應(yīng)的變化。這樣，通過(guò)使用特殊的電子測(cè)量?jī)x器和數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法檢測(cè)這些變化，可以獲得單片機(jī)中的特定重要信息。關(guān)于RF編程器可以直接讀取舊型號(hào)的加密MCU的程序，采用這個(gè)原理。

3、過(guò)錯(cuò)產(chǎn)生技術(shù)

該技術(shù)使用異常工作條件使處理器出錯(cuò)，提供額外的訪問(wèn)進(jìn)行攻擊。使用最廣泛的錯(cuò)誤發(fā)生攻擊手段包括電壓沖擊和鐘表沖擊。低壓和高壓攻擊可用于禁止保護(hù)電路工作或強(qiáng)制處理器誤操作。時(shí)鐘的瞬態(tài)跳躍可能會(huì)重置保護(hù)電路，而不會(huì)破壞保護(hù)信息。電源和時(shí)鐘的瞬態(tài)跳變可以影響一些處理器中單指令的解碼和執(zhí)行。

4、探針技術(shù)

該技術(shù)直接暴露芯片內(nèi)部連接，觀察、操作、干擾單片機(jī)達(dá)到攻擊目的。

5、紫外線攻擊方法

紫外線攻擊又稱(chēng)UV攻擊方法，是利用紫外線照射芯片，將加密的芯片變成不加密的芯片，然后用編程器直接讀取程序。該方法適用于OTP芯片，制作單片機(jī)的工程師知道OTP芯片只能用紫外線擦拭。

6、利用芯片漏洞

很多芯片在設(shè)計(jì)時(shí)都有加密的漏洞，這樣的芯片可以利用漏洞攻擊芯片讀取內(nèi)存中的代碼。另外，搜索代碼中是否包含特殊的字節(jié)，如果有這樣的字節(jié)，可以利用這個(gè)字節(jié)導(dǎo)出程序。目前市場(chǎng)上可以看到的芯片解密器是利用芯片和程序的脆弱性來(lái)解密的。但是，在外面能買(mǎi)到的解密基本上很少能解密型號(hào)。因?yàn)橐话愕慕饷芄静粫?huì)公開(kāi)或轉(zhuǎn)讓核心東西。解密公司自身內(nèi)部為了解密方便，自己使用自己制作的解密工具。

7、FIB恢復(fù)加密熔絲的方法

該方法適用于許多具有熔絲加密的芯片，最具代表性的芯片是TIMSP430解密方法，MSP430加密時(shí)燒熔絲，只要能恢復(fù)熔絲，就成為不加密的芯片。例如MSP430F101A解密、MSP430F149解密、MSP430F425解密等。這種方法需要設(shè)備和消耗品，所以不是好方法，但是很多芯片沒(méi)有更好的方法，就需要這種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

8、修改加密線路的辦法

目前市場(chǎng)CPLD和DSP芯片設(shè)計(jì)復(fù)雜，加密性能要高，采用上述方法是很難做到解密的，那么就需要對(duì)芯片結(jié)構(gòu)作前面的分析，然后找到加密電路，然后利用芯片線路修改的設(shè)備將芯片的線路做一些修改，讓加密電路失效，讓加密的DSP或CPLD變成了不加密的芯片從而可以讀出代碼。

關(guān)于芯片的其他問(wèn)題

處理器和芯片的區(qū)別

處理器和芯片是包含與被包含的關(guān)系，芯片是半導(dǎo)體元件產(chǎn)品的統(tǒng)稱(chēng)，只要是包含了各種半導(dǎo)體元件的集成電路都是芯片。而處理器只是芯片的一種，指可以執(zhí)行程序的邏輯機(jī)器。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，芯片未必一定是處理器，但處理器一定是芯片。

我們所說(shuō)的處理器一般指中央處理器，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)算和控制核心，是信息處理、程序運(yùn)行的最終執(zhí)行單元。中央處理器主要包括兩個(gè)部分，即控制器、運(yùn)算器，其中還包括高速緩沖存儲(chǔ)器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制的總線。

芯片是半導(dǎo)體元件產(chǎn)品的統(tǒng)稱(chēng)，又稱(chēng)為微電路、集成電路等，它是一個(gè)國(guó)家科技發(fā)展水平最真實(shí)也最前沿的體現(xiàn)。

二者的區(qū)別是芯片集成了上外圍器件，處理器不帶外圍器件（例如存儲(chǔ)器陣列），是高度集成的通用結(jié)構(gòu)，處理器是一種數(shù)字芯片，是眾多芯片中的一類(lèi)。

芯片組和主板的區(qū)別

1、性質(zhì)不同

（1）芯片組：芯片組是一組共同工作的集成電路“芯片”，是決定主板級(jí)別的重要部件。

（2）主板：主板上面安裝了組成計(jì)算機(jī)的主要電路系統(tǒng)，一般有芯片組、鍵盤(pán)和面板控制開(kāi)關(guān)接口、指示燈插接件、擴(kuò)充插槽、主板及插卡的直流電源供電接插件等元件。

2、用途不同

（1）芯片組：芯片組負(fù)責(zé)將計(jì)算機(jī)的核心微處理器和機(jī)器的其他部分相連接。

（2）主板：主板提供一系列接合點(diǎn)，供處理器、顯卡、聲效卡、硬盤(pán)、存儲(chǔ)器、對(duì)外設(shè)備等設(shè)備接合。

3、影響不同

（1）芯片組：芯片組決定了主板的功能，進(jìn)而影響到整個(gè)電腦系統(tǒng)性能的發(fā)揮。

（2）主板：主板影響著整個(gè)電腦系統(tǒng)的性能。