芯片是什么東西

芯片是半導(dǎo)體元件產(chǎn)品的統(tǒng)稱，又稱集成電路、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)計技術(shù)，主要體現(xiàn)在加工設(shè)備，加工工藝，封裝測試，批量生產(chǎn)及設(shè)計創(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)，就可做成太陽能電池，將輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。在開發(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、場效應(yīng)管和各種集成電路（包括人們計算機內(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芯片的分類有哪些

ic芯片的產(chǎn)品分類可以有下面分類方法:

1、按電子組件的數(shù)量來分類

SSI(小型集成電路)，晶體管數(shù)10～100個

MSI(中型集成電路)，晶體管數(shù)100～1000個

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

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。

3、按制作工藝分類

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。膜集成電路又分類厚膜集成電路和薄膜集成電路。

4、按導(dǎo)電類型不同分類

集成電路按導(dǎo)電類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等類型。

單極型集成電路的制作工藝簡單，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等類型。

5、按ic芯片用途分類

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

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的干擾，也在電路設(shè)計方面有了很大的提升，提高了運行速度。

3、更加方便應(yīng)用

一種功能對應(yīng)一種電路，將一種功能集中成一個集成電路，如此一來，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。

3、曝光：在掩模版上制作需要印刷的圖案藍圖。

4、計算光刻：對掩模版上的圖案進行調(diào)整，確保最終光刻圖案的準確。

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、計量和檢驗：進行計量和檢驗，過程確保沒有任何誤差。檢測結(jié)果反饋至光刻系統(tǒng)。

8、離子注入：用正離子或負離子轟擊晶圓，對部分圖案的半導(dǎo)體特性進行調(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，獲得單個芯片，封裝在保護殼中。

如何判斷ic芯片的好壞

不在路檢測

這種方法是在ic未焊入電路時進行的，一般情況下可用萬用表測量各引腳對應(yīng)于接地引腳之間的正、反向電阻值，并和完好的ic進行比較。

在路檢測

這是一種通過萬用表檢測IC各引腳在路（IC在電路中）直流電阻、對地交直流電壓以及總工作電流的檢測方法。這種方法克服了代換試驗法需要有可代換IC的局限性和拆卸IC的麻煩，是檢測IC最常用和實用的方法。

1、直流工作電壓測量

這是一種在通電情況下，用萬用表直流電壓擋對直流供電電壓、外圍元件的工作電壓進行測量；檢測IC各引腳對地直流電壓值，并與正常值相比較，進而壓縮故障范圍， 出損壞的元件。測量時要注意以下8點：

（1）萬用表要有足夠大的內(nèi)阻， 少要大于被測電路電阻的10倍以上，以免造成較大的測量誤差。

（2）通常把各電位器旋到中間位置，如果是電視機，信號源要采用標準彩條信號發(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?？刹扇∪缦路椒ǚ乐贡砉P滑動：取一段自行車用氣門芯套在表筆尖上，并長出表筆尖約0.5mm左右，這既能使表筆尖良好地與被測試點接觸，又能有效防止打滑，即使碰上鄰近點也不會短路。

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

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

（6）若ic各引腳電壓正常，則一般認為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，檢查外圍元件有無故障，若無故障，則ic很可能損壞。

（7）對于動態(tài)接收裝置，如電視機，在有無信號時,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）對于多種工作方式的裝置，如錄像機，在不同工作方式下，ic各引腳電壓也是不同的。

2、交流工作電壓測量法

為了掌握ic交流信號的變化情況，可以用帶有ｄｂ插孔的萬用表對ic的交流工作電壓進行近似測量。檢測時萬用表置于交流電壓擋，正表筆插入ｄｂ插孔；對于無ｄｂ插孔的萬用表，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，如電視機的視頻放大級、場掃描電路等。由于這些電路的固有頻率不同，波形不同，所以所測的數(shù)據(jù)是近似值，只能供參考。

3、總電流測量法

該法是通過檢測IC電源進線的總電流，來判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（如某一個pn結(jié)擊穿或開路）會引起后級飽和與截止，使總電流發(fā)生變化。所以通過測量總電流的方法可以判IC的好壞。也可用測量電源通路中電阻的電壓降，用歐姆定律計算出總電流值。

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行攻擊。軟件攻擊成功的典型例子是早期ATMELAT89C系列單片機的攻擊。攻擊者利用該系列單片機消除操作時序設(shè)計上的漏洞，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)程序存儲器數(shù)據(jù)的操作，使加密的單片機成為沒有加密的單片機，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，配合一定的軟件進行軟件攻擊。

2、電子檢測攻擊

該技術(shù)通常以高時間分辨率監(jiān)視處理器在正常操作時所有電源和接口連接的模擬特性，通過監(jiān)視其電磁輻射特性實施攻擊。因為單片機是活動的電子設(shè)備，在執(zhí)行不同的指令時，對應(yīng)的電源功耗也發(fā)生了相應(yīng)的變化。這樣，通過使用特殊的電子測量儀器和數(shù)學(xué)統(tǒng)計方法檢測這些變化，可以獲得單片機中的特定重要信息。關(guān)于RF編程器可以直接讀取舊型號的加密MCU的程序，采用這個原理。

3、過錯產(chǎn)生技術(shù)

該技術(shù)使用異常工作條件使處理器出錯，提供額外的訪問進行攻擊。使用最廣泛的錯誤發(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電路工作或強制處理器誤操作。時鐘的瞬態(tài)跳躍可能會重置保護電路，而不會破壞保護信息。電源和時鐘的瞬態(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、干擾單片機達到攻擊目的。

5、紫外線攻擊方法

紫外線攻擊又稱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)計時都有加密的漏洞，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)，可以利用這個字節(jié)導(dǎo)出程序。目前市場上可以看到的芯片解密器是利用芯片和程序的脆弱性來解密的。但是，在外面能買到的解密基本上很少能解密型號。因為一般的解密公司不會公開或轉(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，但是很多芯片沒有更好的方法，就需要這種方法來實現(xiàn)。

8、修改加密線路的辦法

目前市場CPLD和DSP芯片設(shè)計復(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，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)行程序的邏輯機器。簡單來說，芯片未必一定是處理器，但處理器一定是芯片。

我們所說的處理器一般指中央處理器，是計算機系統(tǒng)的運算和控制核心，是信息處理、程序運行的最終執(zhí)行單元。中央處理器主要包括兩個部分，即控制器、運算器，其中還包括高速緩沖存儲器及實現(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，又稱為微電路、集成電路等，它是一個國家科技發(fā)展水平最真實也最前沿的體現(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。

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”，是決定主板級別的重要部件。

（2）主板：主板上面安裝了組成計算機的主要電路系統(tǒng)，一般有芯片組、鍵盤和面板控制開關(guān)接口、指示燈插接件、擴充插槽、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：芯片組負責(zé)將計算機的核心微處理器和機器的其他部分相連接。

（2）主板：主板提供一系列接合點，供處理器、顯卡、聲效卡、硬盤、存儲器、對外設(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，進而影響到整個電腦系統(tǒng)性能的發(fā)揮。

（2）主板：主板影響著整個電腦系統(tǒng)的性能。