超大规模集成电路革命

我们能想象没有智能手机的日子吗？还是停止使用洗衣机和电视等消费电子产品？

我们大多数人都做不到。这并不奇怪，因为我们生活在一个每十年不断经历一次技术革命的世界。本文是关于电子工程师最重要的面向工作的领域之一，即 VLSI 世界。由于这项技术，我们的生活会变得无聊的消费电子产品诞生了。

我们大多数人都知道，最早的 IC 形式是 Jack Kilby 发明的触发器，多年来，电子元件经历了重大转变——从使用简单而笨重的真空管到更有效的半导体。但在过去，随着消费者需求的增长，工程师很难容纳更多的电路。因此，开发了电路集成技术。

对于那些想知道这个领域如何创造就业机会以及什么样的行业应用这项技术的人，这里有一个小例子。我们将看看最受欢迎的智能手机行业中的超大规模集成电路制造过程。

手机：
当我们拿起任何一部智能手机拆解时，我们最有可能在背面找到 GPS 天线、MIMO（多输入多输出）和 WIFI。接下来，我们可以在里面找到电池和覆盖电池相邻部分的黑框。有时它们分为两部分，由螺钉连接在一起。一旦中框被移除，整个主板就会变得可见。它们带有金属板或金属板，基本上是底部 IC 的散热器。主板装有前后摄像头。大多数消费电子设备的主板看起来都极其复杂。主板的两面都包含很多集成电路。

例如，可能存在的一些基本芯片是电源管理 IC、信封破解 IC、路由开关（用于您的互联网连接）和一些功率放大器。还有用于内存的闪存存储（虽然在旧版本的手机中它可能有 EEPROMS 或 EPROMS，但闪存现在非常流行。）在现在的大多数手机中，有故障的 IC 不能单独更换，因此IC 出现任何问题都需要更换整个主板。它们使用 VLSI 技术制造，在世界各地制造和组装。

过程简述：
让我们来看看这个过程。假设我们进入了一家制造芯片的半导体公司。什么进入这个过程？首先，它从电路设计和满足要求开始。
然后必须准备好基础。硅晶片是从二氧化硅（沙子）中获得的，在完成所有初始清洁过程后，它们将被送去进一步制造。设计的电路通过“光刻”工艺复制到晶圆上。

部分步骤如下：

电路设计
建筑的定义
互连识别
逻辑设计（RTL 描述）
物理设计
生产后包装

这些步骤只是过程的一个小想法，而原始技术还有很多工作要做。因此，VLSI 及相关技术的未来看起来足够光明，只要晶体管的数量每两年增加一次（正如 Gordon Moore 预测的那样），并且只要消费者需求不断增长，这个领域就会继续增长和繁荣。