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晶圆为什么是元的,为什么相机的镜头是圆的

来源:整理 时间:2022-06-05 15:10:40 编辑:科技知识 手机版

这是一个完整的芯片设计整体流程。看似简单,但很多流程非常繁琐复杂,需要大量的人力物力成本,尤其是涉及到高端芯片电路设计时,复杂程度会呈几何级数增长。镜头的所有镜片都是凸透镜或者凹透镜,用来聚光。它们必须在原点对称,而不是在一条直线上,所以透镜要做成圆形。

什么相机的镜头是圆的,可拍出来的照片却都是方的呢?

这要从照相机的构造说起。照相机的主要构造由这样几个关键部分:1、镜头,2、取景器。3、传感器CMOS、CCD、胶片,4、成像系统。5、其他,由此可见,虽然相机的镜头是圆的,但这部分只是负责进光而已。镜头的镜片都是凸透镜或者凹透镜,用来汇聚光线,必须是原点对称的,而不能是直线对称的,所以镜头要做成圆形,

另外,光学镜片属于精密设备,由于光学镜片的加工工艺所限,镜头一般都是圆形的,至今还没见过方形的。但光进来了,最终是要落在传感器或者胶片上才能固定下来“成像”,而负责固定住光,让它成像的这部分设备(胶片、CMOS、CCD)是长方形的,所以,照片拍出来自然就都是长方形的。不过,这只是传统相机、数码相机的科技发展到今天的成果,

CPU为什么不做成圆的而是方的?

假设有一家芯片设计公司,像题主说的,将CPU不设计成方形而是圆形,结果会怎么样呢?这就等于在晶圆这个大圆里刻下(芯片是光刻成的)许多小圆,效果如下图(为节约时间,我只画出了一部分)。可以看到,CPU与CPU(即小圆与小圆)之间有相当大的空隙,使许多硅片被浪费了,粗略估计大概10%左右吧,浪费还在继续。

由于CPU是圆的,而电子线路是走直线,至于为什么要走直线,因为两点之间,直线最短,两个元件之间用直线连接,不仅可以减小电流消耗(线路变短,电阻变小),还省下空间放置其它电子元件。CPU内走直线的电子线路纵横交错,而且本着最大化利用硅片的原则,于是一片CPU的所有电路会构成一个正方形(如下图),结果,为了设计一片圆圆的CPU,CPU线路(下图中橙色的正方形)四周的硅片又被浪费掉了,这部分的面积大概有30%左右吧。

单颗圆形CPU浪费硅片面积,把这些CPU刻到整片晶圆上,如前文所述,CPU与CPU之间空隙很大,再浪费一次(10%左右),最终得到的浪费效果如下图,图中红色的横竖条就是被浪费的硅片面积,只有白色方格是被利用到的。整个晶圆被浪费掉40%左右,没有对比就没有伤害。当CPU设计成方形时(见下图),CPU与CPU之间只有一条便于切割的缝隙,整片晶圆得到最大化利用,

芯片到底是怎么做出来的?

文/小伊评科技芯片是怎么做出来的,这个问题问的很大也很复杂,估计就算是芯片行业的从业者都不一定能完全准确的将芯片的设计过程讲清楚,而且就算是讲清楚最后也可能会成为晦涩难懂的“专业文章”,对于普通读者来说也犹如看天书一般,专业有余易读性较差,那么本文就通过比较简单生动的描述来给大家还原一下一款芯片从无到有的全过程。

一片芯片从无到有的全过程大概可以分为四个步骤——“芯片设计”“晶圆生产”“芯片光刻”“成片测试以及芯片封装”这四个步骤,本文也就从这四个步骤讲起给你还原一个真实的芯片从无到有的全过程,第一步·芯片电路设计目前大家所熟知的高通,华为海思,苹果,联发科等等这些半导体企业其实本质上都是一个个的芯片设计商,专业术语叫做集成电路设计公司,他们的工作是设计芯片本身的电路图,架构(某些低端芯片可能能做到自设自产)你可以简单地理解为他们就是建筑行业当中的设计院,是画图纸的。

在芯片设计之初,首先需要确定芯片的规格结构和用途。这一步叫做规范制定,就像你建楼的时候,首先要确定楼里有多少楼梯,多少户,户型的大小和用途。这一步直接决定了处理器的最终形式。以麒麟9905G为例。麒麟9905G已经决定将5G基带与CPU、GPU等整合。在芯片规划的初期。所以在设计芯片时需要考虑CPU、GPU、5G基带资源的合理分配(华为为了集成5G基带,不惜放大芯片面积。削减原本可以分配给CPU和GPU的资源)需要在规范制定之后进行前端和后端的设计。这一步需要前端设计工程师根据前期规划的要求,用硬件描述语言(HDL)用代码语言描述芯片的结构(其实和程序员写代码很像)。这一步,考虑采用什么指令集(相当于处理器界的操作系统),采用什么对应的架构,是一个非常复杂的过程。

文章TAG:晶圆为什么是元的晶圆相机镜头

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