一、芯片、半導(dǎo)體與集成電路的定義和特點(diǎn)

（一）半導(dǎo)體

1. 定義

• 半導(dǎo)體（semiconductor）指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體（conductor）與絕緣體（insulator）之間的材料。例如，常見的導(dǎo)體金、銀、銅、鐵等導(dǎo)電性良好，而像煤、人工晶體、琥珀、陶瓷等是導(dǎo)電性差的絕緣體，半導(dǎo)體則處于兩者之間。常見的半導(dǎo)體材料有硅、鍺、砷化鎵等，其中硅在商業(yè)應(yīng)用上最具影響力。

2. 特點(diǎn)

• 導(dǎo)電性可控制：半導(dǎo)體的導(dǎo)電性不是固定不變的，可以通過摻雜等方式來改變其電學(xué)性質(zhì)。例如，在硅中摻入少量的磷元素，會(huì)使硅變成N型半導(dǎo)體，電子為多數(shù)載流子，空穴為少數(shù)載流子；如果摻入硼元素，則變成P型半導(dǎo)體，空穴為多數(shù)載流子，電子為少數(shù)載流子。這種可控制的導(dǎo)電性使得半導(dǎo)體能夠用于制造各種電子器件，如二極管、晶體管等。

• 對(duì)溫度和光照敏感：半導(dǎo)體的電學(xué)性能會(huì)隨著溫度和光照等外界因素的變化而改變。例如，溫度升高時(shí)，半導(dǎo)體的本征載流子濃度會(huì)增加，從而影響其導(dǎo)電性。某些半導(dǎo)體材料（如光敏電阻所使用的硫化鎘等）在光照下，其電阻會(huì)發(fā)生顯著變化，這一特性被廣泛應(yīng)用于光傳感器等器件的制造中。

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• 多種物理效應(yīng)：半導(dǎo)體具有多種特殊的物理效應(yīng)，如光電效應(yīng)、壓阻效應(yīng)等。基于光電效應(yīng)，可以制造出光電二極管、太陽能電池等器件；利用壓阻效應(yīng)，可制造出壓敏電阻等用于壓力測(cè)量等方面的元件。

（二）集成電路

1. 定義

• 集成電路（integrated circuit）是一種微型電子器件或部件。它采用一定的工藝，把一個(gè)電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起，全部集成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)。例如，現(xiàn)代手機(jī)中的處理器芯片就是高度集成化的集成電路，內(nèi)部集成了數(shù)以億計(jì)的晶體管等元件，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理、信號(hào)控制等多種功能。

2. 特點(diǎn)

• 微型化：將眾多的電子元件集成到一小塊芯片上，大大縮小了電路的體積。以計(jì)算機(jī)芯片為例，早期的計(jì)算機(jī)使用分立元件，體積龐大，而現(xiàn)在的集成電路技術(shù)使得計(jì)算機(jī)芯片體積非常小，從而實(shí)現(xiàn)了電子設(shè)備的小型化。例如，英特爾酷睿系列處理器，其尺寸相對(duì)很小，但卻集成了大量的功能電路。

• 高可靠性：由于元件之間的連接是通過集成電路制造工藝在內(nèi)部完成的，減少了外部連接點(diǎn)，從而降低了因連接不良等因素導(dǎo)致的故障概率。同時(shí)，集成電路制造過程中的嚴(yán)格工藝控制也保證了其高可靠性。例如，航天設(shè)備中的集成電路需要在極端環(huán)境下工作，其高可靠性能夠確保航天任務(wù)的順利進(jìn)行。

• 低功耗：通過優(yōu)化電路設(shè)計(jì)和制造工藝，集成電路能夠在實(shí)現(xiàn)復(fù)雜功能的同時(shí)降低功耗。例如，移動(dòng)設(shè)備中的芯片為了延長(zhǎng)電池續(xù)航時(shí)間，需要具備低功耗的特性，集成電路技術(shù)使得這些芯片能夠在滿足性能要求的同時(shí)盡量減少能量消耗。

• 高性能：隨著集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，其集成度越來越高，運(yùn)算速度不斷提高，信號(hào)處理能力也不斷增強(qiáng)。例如，圖形處理單元（GPU）集成電路在處理圖像和視頻數(shù)據(jù)時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)高速、高效的運(yùn)算，滿足現(xiàn)代游戲、視頻編輯等對(duì)高性能圖形處理的需求。

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（三）芯片

1. 定義

• 芯片（Chip），又稱微電路（microcircuit）、微芯片（microchip）、集成電路（integrated circuit，IC），是指內(nèi)含集成電路的硅片，體積很小，常常是計(jì)算機(jī)或其他電子設(shè)備的一部分。芯片是半導(dǎo)體元件產(chǎn)品的統(tǒng)稱，是集成電路（IC）的載體，由晶圓分割而成。例如，我們常見的手機(jī)芯片、電腦芯片等，它們都是以芯片的形式存在，內(nèi)部包含了復(fù)雜的集成電路。

2. 特點(diǎn)

• 功能多樣性：芯片可以實(shí)現(xiàn)各種各樣的功能，從簡(jiǎn)單的邏輯控制到復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理、通信、圖像處理等。例如，微控制器（MCU）芯片可以用于控制家電設(shè)備的運(yùn)行，而中央處理器（CPU）芯片則是計(jì)算機(jī)的核心部件，負(fù)責(zé)執(zhí)行各種指令和數(shù)據(jù)處理任務(wù)。

• 集成度高：芯片內(nèi)部集成了大量的集成電路和其他元件，以滿足不同的功能需求。隨著技術(shù)的發(fā)展，芯片的集成度不斷提高，能夠在更小的面積上實(shí)現(xiàn)更多的功能。例如，現(xiàn)代智能手機(jī)芯片集成了CPU、GPU、調(diào)制解調(diào)器等多個(gè)功能模塊。

• 標(biāo)準(zhǔn)化封裝：芯片通常采用標(biāo)準(zhǔn)化的封裝形式，便于在電子設(shè)備中進(jìn)行安裝和使用。常見的封裝形式有雙列直插式封裝（DIP）、球柵陣列封裝（BGA）等。這些封裝形式不僅保護(hù)了芯片內(nèi)部的電路，還提供了與外部電路連接的接口。

二、半導(dǎo)體與集成電路的區(qū)別

（一）概念范疇

1. 半導(dǎo)體

• 半導(dǎo)體是一類材料的統(tǒng)稱，包括硅、鍺、砷化鎵等多種材料。它涵蓋了更廣泛的概念領(lǐng)域，除了用于制造集成電路外，還用于制造分立器件（如單獨(dú)的二極管、晶體管等）、光電器件（如發(fā)光二極管、光電探測(cè)器等）和傳感器（如溫度傳感器、壓力傳感器等）等。例如，普通的發(fā)光二極管（LED）是一種光電器件，它是由半導(dǎo)體材料制成的，但它不是集成電路。在2018年全球半導(dǎo)體行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為4607.63億美元，其中集成電路市場(chǎng)規(guī)模為3897.97億美元，這也說明半導(dǎo)體行業(yè)除了集成電路還有其他部分的市場(chǎng)份額，如分立器件、光電器件和傳感器等。

2. 集成電路

• 集成電路是一種特定的電子器件，它是利用半導(dǎo)體材料的特性，將眾多的有源器件（如晶體管）和無源元件（如電阻、電容等）集成在半導(dǎo)體晶片或介質(zhì)基片上而形成的電路。它側(cè)重于電路的集成化設(shè)計(jì)和制造，是半導(dǎo)體技術(shù)在電路集成方面的具體應(yīng)用。例如，一個(gè)微處理器集成電路，它是將大量的晶體管、緩存、控制器等電路元件集成在一起，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理等功能，是一個(gè)高度復(fù)雜的電路集成體。

（二）結(jié)構(gòu)組成

1. 半導(dǎo)體

• 半導(dǎo)體材料本身的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，從原子結(jié)構(gòu)層面來看，如硅是四價(jià)元素，其原子結(jié)構(gòu)決定了它的半導(dǎo)體特性。在實(shí)際應(yīng)用中，半導(dǎo)體材料可以是塊狀、片狀或薄膜狀等形式。例如，硅晶圓是一種常見的半導(dǎo)體材料形式，它是一片圓形的硅片，經(jīng)過切割、研磨等工藝處理后，可用于制造各種半導(dǎo)體器件。

2. 集成電路

• 集成電路的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，它包含了眾多不同類型的元件和多層布線。從物理結(jié)構(gòu)上看，它有多個(gè)層次，包括襯底層（通常是半導(dǎo)體材料如硅）、有源層（包含晶體管等有源器件）、金屬布線層（用于連接不同元件）、絕緣層等。例如，在一個(gè)現(xiàn)代的集成電路芯片中，可能有幾十層甚至上百層的結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成了一個(gè)完整的電路系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了如邏輯運(yùn)算、存儲(chǔ)、信號(hào)放大等各種功能。

（三）制造工藝

1. 半導(dǎo)體

• 半導(dǎo)體制造工藝主要側(cè)重于半導(dǎo)體材料的制備和基本特性的控制。例如，硅半導(dǎo)體材料的制造過程包括硅的提純、晶體生長(zhǎng)（如通過直拉法或區(qū)熔法生長(zhǎng)單晶硅）等過程。對(duì)于其他半導(dǎo)體材料如砷化鎵，其制造工藝又有不同的特點(diǎn)，如需要特殊的生長(zhǎng)環(huán)境和工藝參數(shù)控制。在制造半導(dǎo)體材料的過程中，要嚴(yán)格控制雜質(zhì)含量，因?yàn)殡s質(zhì)對(duì)半導(dǎo)體的電學(xué)性能有很大影響。

2. 集成電路

• 集成電路制造工藝則是在半導(dǎo)體材料的基礎(chǔ)上，進(jìn)行更加復(fù)雜和精細(xì)的加工。它包括光刻、蝕刻、擴(kuò)散、離子注入、金屬化等多個(gè)工藝步驟。光刻工藝用于將電路圖形轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體晶片上，蝕刻工藝用于去除不需要的材料，擴(kuò)散和離子注入用于改變半導(dǎo)體材料的電學(xué)性質(zhì)以形成晶體管等有源器件，金屬化工藝用于制作電路的連接布線。例如，在光刻工藝中，需要使用高精度的光刻機(jī)，其分辨率能夠達(dá)到納米級(jí)別，以實(shí)現(xiàn)更小尺寸的電路元件制造。

芯片封裝清洗劑W3800介紹

芯片封裝清洗劑W3800是針對(duì)PCBA（印刷線路板組裝）焊后清洗開發(fā)的一款濃縮型環(huán)保水基清洗劑。主要用于清除電子組裝件PCBA、功率LED器件及引線框架型分立器件上的錫膏或者助焊劑殘留物。特別適用于助焊劑殘留較多且頑固的PCBA清洗，本品在材料兼容性方面表現(xiàn)優(yōu)越，適應(yīng)于超聲、噴淋等多種清洗工藝。

芯片封裝清洗劑W3800的產(chǎn)品特點(diǎn)：

1、用去離子水按一定比例稀釋后不易起泡，可以應(yīng)用在在線和離線式噴淋清洗設(shè)備中。

2、清洗負(fù)載能力高，可過濾性好，具有超長(zhǎng)的使用壽命，維護(hù)成本低。

3、適用于具有高精、高密、高潔凈清洗要求的精密電子零件的清洗，適用于針對(duì)細(xì)間距和低底部間隙元器件的清洗應(yīng)用。

4、濃縮型產(chǎn)品應(yīng)用更寬廣，選擇不同的稀釋比例靈活清洗不同殘留。

5、對(duì)市場(chǎng)上大多數(shù)種類型的助焊劑和錫膏焊后殘留均具有良好的清洗效果。

芯片封裝清洗劑W3800的適用工藝：

W3800水基清洗劑適應(yīng)于超聲、噴淋等多種清洗工藝。

芯片封裝清洗劑W3800產(chǎn)品應(yīng)用：

芯片封裝清洗劑W3800在材料兼容性方面表現(xiàn)優(yōu)越，主要用于清除電子組裝件PCBA、功率LED器件及引線框架型分立器件上的錫膏或者助焊劑殘留物。特別適用于助焊劑殘留較多且頑固的PCBA清洗，清洗時(shí)可根據(jù)PCBA殘留物的狀態(tài)，將本品按一定比例稀釋后再進(jìn)行使用，一般稀釋比例應(yīng)控制在 1:3～1:5。