事業(yè)單位公共基礎(chǔ)知識:芯片考點(diǎn)
2023-09-19 09:21:20 |文章來源:華圖事業(yè)單位|事業(yè)單位考試網(wǎng)
【導(dǎo)讀】華圖事業(yè)單位考試網(wǎng)同步華圖教育發(fā)布:事業(yè)單位公共基礎(chǔ)知識:芯片考點(diǎn),詳細(xì)信息請閱讀下文!事業(yè)單位考試考情政策解讀,點(diǎn)擊領(lǐng)取備考資料,更多事業(yè)單位考試資訊請關(guān)注(htshiyedanwei)公眾號,歡迎加入事業(yè)單位招聘考試交流群: 參加刷題、?、領(lǐng)取備考資料,考編路上不孤單!
同學(xué)們,近年來芯片一直是熱點(diǎn)話題,因?yàn)樾酒?1世紀(jì)的“黑金”,從手機(jī)到游戲機(jī),從數(shù)據(jù)中心到太陽能電池板,從LED燈到監(jiān)控系統(tǒng),從飛機(jī)到汽車,無處不在。最重要的是,它們正促進(jìn)人工智能發(fā)展,支持5G網(wǎng)絡(luò)、電動汽車和武器系統(tǒng)的出現(xiàn)。下面關(guān)于芯片的這些相關(guān)考點(diǎn)你是否都知道呢?快來跟著圖圖學(xué)一下吧!
簡介
芯片也稱微電路,是半導(dǎo)體元件產(chǎn)品的統(tǒng)稱,是集成電路的載體,由晶圓分割而成。
集成電路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、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、智能化和高可靠性方面邁進(jìn)了一大步。它在電路中用宇母"C'表示。集成電路發(fā)明者為杰克•基爾比(基于鍺(Ge)的集成電路)和羅伯特•諾伊斯(基于硅(Si)的集成電路)。當(dāng)今半導(dǎo)體工業(yè)大多數(shù)應(yīng)用的是基于硅的集成電路。
芯片原理
芯片是一種集成電路,由大量的晶體管構(gòu)成。不同的芯片有不同的集成規(guī)模,大到幾億;小到幾十、幾百個晶體管。晶體管有兩種狀態(tài),開和關(guān),用1、0來表示。多個晶體管產(chǎn)生的多個1與0的信號,這些信號被設(shè)定成特定的功能(即指令和數(shù)據(jù)),來表示或處理字母、數(shù)字、顏色和圖形等。芯片加電以后,首先產(chǎn)生一個啟動指令,來啟動芯片,以后就不斷接受新指令和數(shù)據(jù),來完成功能。
集成電路的發(fā)展
為什么會產(chǎn)生集成電路?集成電路產(chǎn)生之前的問題是什么呢?1946年在美國誕生的世界上第一臺電子計(jì)算機(jī),它是一個占地150平方米、重達(dá)30噸的龐然大物,此時就有很多人思考如何讓計(jì)算機(jī)更輕巧。1947年在美國貝爾實(shí)驗(yàn)室制造出來了第一個晶體管。晶體管具有電子管的主要功能,并且克服了電子管的缺點(diǎn)。在晶體管發(fā)明后,很快就出現(xiàn)了基于半導(dǎo)體的集成電路構(gòu)想。
現(xiàn)在,集成電路已經(jīng)在各行各業(yè)中發(fā)揮著非常重要的作用,是現(xiàn)代信息社會的基石。最先進(jìn)的集成電路是微處理器或多核處理器的核心,可以控制計(jì)算機(jī)到手機(jī)到數(shù)字微波爐的一切。雖然設(shè)計(jì)開發(fā)一個復(fù)雜集成電路的成本非常高,但是當(dāng)分散到以百萬計(jì)的產(chǎn)品上,每個集成電路的成本最小化。這些年來,集成電路持續(xù)向更小的外型尺寸發(fā)展,使得每個芯片可以封裝更多的電路。這樣增加了每單位面積容量,可以降低成本和增加功能(摩爾定律)。
知識鏈接: 摩爾根定律是英特爾創(chuàng)始人之一戈登·摩爾的經(jīng)驗(yàn)之談,其核心內(nèi)容為:集成電路上可以容納的晶體管數(shù)目在大約每經(jīng)過18個月到24個月便會增加一倍。換言之,處理器的性能大約每兩年翻一倍,同時價(jià)格下降為之前的一半。 |
制造
半導(dǎo)體集成電路工藝,包括以下步驟,并重復(fù)使用:
光刻→刻蝕→薄膜(化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積)→摻雜(熱擴(kuò)散或離子注入)→化學(xué)機(jī)械平坦化CMP→使用單晶硅晶圓(或III-V族,如砷化鎵)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。
光刻機(jī),又名掩模對準(zhǔn)曝光機(jī),光刻系統(tǒng)等,是制造芯片的核心裝備。世界上只有少數(shù)廠家掌握。因此曝光機(jī)價(jià)格昂貴。
【例題】芯片是現(xiàn)代信息社會的基石之一,是引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的關(guān)鍵。下列關(guān)于芯片的說法不正確的是:
A.芯片是內(nèi)含眾多電子元件及連線的半導(dǎo)體基片
B.當(dāng)今主流芯片的基層大都是用鍺材料制造而成
C.摩爾定律預(yù)測了芯片上集成的晶體管數(shù)量增長的速度
D.芯片制造涉及學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界多學(xué)科領(lǐng)域的研究積累
【答案】B
【解析】第一步,本題考查科技常識并選錯誤項(xiàng)。
第二步,硅基材料由于抗輻射、耐高溫性能好、可靠性高等特點(diǎn),在上世紀(jì)60年代后期逐步取代鍺基材料成為主流半導(dǎo)體材料,目前95%以上的半導(dǎo)體芯片和器件由硅基材料制造。故B項(xiàng)表述錯誤。
因此,選擇B選項(xiàng)。
【拓展】A項(xiàng):芯片是內(nèi)含集成電路的半導(dǎo)體基片(最常用的是硅片),是集成電路的物理載體。集成電路是指采用特定的制造工藝,把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及元件間的連線,集成制作在一小塊硅基半導(dǎo)體晶片上。A項(xiàng)正確。
C項(xiàng):摩爾定律是指當(dāng)價(jià)格不變時,集成電路上可容納的元器件的數(shù)目,約每隔18-24個月便會增加一倍,性能也將提升一倍。因此,摩爾定律預(yù)測了芯片上集成的晶體管數(shù)量增長的速度。C項(xiàng)正確。
D項(xiàng):芯片制造涉及學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界多學(xué)科領(lǐng)域的研究積累,包括通信與網(wǎng)絡(luò)、微電子、自動化、生物工程、光電、電力工程等多學(xué)科。D項(xiàng)正確。
【例題】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(shí)也最前沿的體現(xiàn)。關(guān)于我國芯片技術(shù)現(xiàn)狀,下列說法正確的是:
A.只要持續(xù)加大研發(fā)投入,我國就能在短時間內(nèi)掌握芯片的核心技術(shù)
B.目前我國的光芯片已全部實(shí)現(xiàn)國產(chǎn),僅部分電芯片依賴進(jìn)口。華為是核心電子元器件自主率最高的中國企業(yè),當(dāng)然,它也有大量的電子元器件需要進(jìn)口
C.光刻機(jī)是生產(chǎn)大規(guī)模集成電路的核心設(shè)備,近年來我國在該領(lǐng)域取得一些技術(shù)突破,但仍未掌握制造高端光刻機(jī)的核心技術(shù)
D.我國現(xiàn)已掌握芯片的核心技術(shù),只是目前僅限于軍用,只要做好該項(xiàng)技術(shù)的軍轉(zhuǎn)民,我國民用芯片技術(shù)就能達(dá)到世界領(lǐng)先水平
【答案】C
【解析】第一步,本題考查我國芯片技術(shù)現(xiàn)狀。
第二步,光刻機(jī)是生產(chǎn)大規(guī)模集成電路的核心設(shè)備,根據(jù)采用不同技術(shù)路線可分為高端、中端和低端。近年來我國在中低端領(lǐng)域已取得一些技術(shù)突破,比如位于我國上海的微電子裝備公司SMEE已研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的投影式中端光刻機(jī),形成產(chǎn)品系列,初步實(shí)現(xiàn)海內(nèi)外銷售。但是,高端光刻機(jī)制造技術(shù)難度極大,全世界只有少數(shù)幾家公司(主要是荷蘭、日本的品牌)能夠制造,中國不在其列。由此可知,C選項(xiàng)正確。
因此,選擇C選項(xiàng)。
【拓展】A項(xiàng):芯片技術(shù)需要大量的人力、物力投入,以及較長時間的技術(shù)積累和經(jīng)驗(yàn)沉淀。目前,我國芯片技術(shù)在一些關(guān)鍵領(lǐng)域與國外仍有較大的差距,短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)趕超具有很大難度。因此A選項(xiàng)錯誤。
B項(xiàng):目前我國芯片設(shè)計(jì)業(yè)的產(chǎn)品范圍已經(jīng)涵蓋了幾乎所有門類,且部分產(chǎn)品已擁有了一定的市場規(guī)模,但我國芯片產(chǎn)品總體上仍然處于中低端水平,在高端市場上還無法與國外產(chǎn)品展開競爭,無論是光芯片還是電芯片都只能生產(chǎn)中低端類型的,但高端芯片仍依賴進(jìn)口。因此B選項(xiàng)錯誤。
D項(xiàng):我國目前還未掌握芯片的核心技術(shù),近年來我國芯片技術(shù)在軍用領(lǐng)域發(fā)展比較快,但依然有大量用于軍用領(lǐng)域的芯片需要進(jìn)口,且芯片技術(shù)要達(dá)到世界領(lǐng)先水平不是通過軍轉(zhuǎn)民就可以實(shí)現(xiàn)的,其關(guān)鍵是專業(yè)技術(shù)難題的攻破。因此D選項(xiàng)錯誤。
手機(jī)端鏈接:https://m.sydw8.com/2023/0919/486079.html
掃碼關(guān)注事業(yè)單位考試公眾號,招考信息搶先看,備考資料送不停!