I系列的CPU集成块有多少个原器件？

一般来说，集成块指的是集成电路，是集成电路的实体，也是集成电路的通俗名称。从字面上讲，集成电路是一种电路形式，集成块是集成电路的物理反映。1948年，贝尔实验室的威廉姆·肖克利和两位同事发明了晶体管，可以代替真空管放大电子信号，使电子设备向光变、高效率方向发展。因此，肖克利被誉为“晶体管之父”，获得了1956诺贝尔物理学奖。这是电子技术的重大创新。杰克·基尔比24岁，刚刚从伊利诺伊大学获得电子工程学士学位。他在自述中说:“在大学里，我的大部分课程都是关于电学的，但由于我小时候对电子技术的兴趣，我也选修了一些电子管技术的课程。我是1947毕业的，恰好是贝尔实验室宣布发明晶体管的前一年，这意味着我的电子管技术课程将完全失效。”但是问题并没有完全解决，晶体管组装的电子设备还是太重。显然，个人拥有电脑还是一个遥不可及的梦想。技术总是由梦想驱动的。1952年，英国雷达研究所的G·W·A·达默首先提出了集成电路的思想:电子电路所需的晶体管、二极管等元器件全部制作在一块半导体芯片上。虽然从自述中我们看不出这个想法对杰克·基尔比有什么影响，但也能感觉到微电子技术这个概念即将从工程师们的思维中迸发出来。世界上第一个集成电路诞生了。从65438到0947，伊利诺伊大学毕业生杰克·基尔比(jack kilby)在威斯康星州密尔沃基找了一份工作，对电子技术有浓厚的兴趣，为一家电子设备供应商制造收音机、电视机和助听器的零件。在业余时间，他参加威斯康星大学电子工程硕士的夜校课程。当然，工作和班级的双重压力对基尔比来说是一个挑战，但他说，“这是可以做到的，而且真的值得付出努力。”获得硕士学位后，基尔比和他的妻子搬到了德克萨斯州的达拉斯，就职于德州仪器公司，因为这是唯一一家允许他把几乎所有时间都花在研究电子设备小型化上的公司，这为他提供了大量的时间和良好的实验条件。基尔比天性温和安静，身高6英尺6英寸，被助手和朋友们称为“温柔的巨人”。就是这个不善于表达的巨人酝酿了一个巨人的想法。当时德州仪器有个传统，员工可以在炎热的八月享受两周的长假。然而，刚到这里的基尔比错过了长假，不得不留在空荡荡的车间里独自学习。在此期间，他逐渐形成了一个天才的想法:电阻和电容(无源元件)可以用和晶体管(有源器件)一样的材料制成。此外，由于所有元件都可以由相同的材料制成，所以这些元件可以先在相同的材料上制成，然后相互连接，形成完整的电路。他选择了半导体硅。“我坐在办公桌前，似乎比平时呆得晚了一点。”在1980的一次采访中，他回忆道，“整个想法其实在当天就成型了，然后我把所有的想法整理出来，在笔记本上画了一些设计图。当主管回来时，我会给他看这些设计图纸。当时虽然有人略有怀疑，但基本都明白这个设计的重要性。”于是，我们回到了文章开头的场景。那一天，公司的主管来到实验室，将测试线与巨人连接起来。实验是成功的。德州仪器很快宣布他们发明了集成电路，基尔比为此申请了专利。集成电路发明的意义:它开启了硅时代。那时候他可能还没有真正意识到这个发明的价值。获得诺贝尔奖后，他说:“我知道我发明的集成电路对电子工业非常重要，但我从未想过它的应用会像今天这样广泛。”集成电路取代了晶体管，为开发电子产品的各种功能铺平了道路，并大大降低了成本，第三代电子设备从此进入了舞台。它的诞生让微处理器的出现成为可能，也让电脑成为普通人可以亲近的日常工具。集成技术的应用催生了更多方便快捷的电子产品，比如常见的手持式电子计算器，这是基尔比继集成电路之后的新发明。直到今天，硅材料仍然是我们电子器件的主要材料。所以在集成电路问世42年后的2000年，人们终于认识到了他和他的发明的价值，他被授予了诺贝尔物理学奖。诺贝尔委员会曾这样评价基尔比:“它奠定了现代信息技术的基础”。1959年，飞兆半导体公司的罗伯特·罗伊斯申请了更复杂的硅集成电路，并立即投入商用领域。但基尔比先申请了专利，因此罗伊斯被认为是集成电路的共同发明人。罗伊斯于1990去世，无缘诺贝尔奖。杰克·基尔比很谦虚。他一生拥有60多项专利，但在获奖感言中，他说:“我的工作可能引入了电路元件的新视角，开辟了一个新领域。此后的大部分成就都与我的工作无关。”集成电路的历史变迁:1958年9月2日，基尔比研制出世界上第一个集成电路，成功实现了在一块半导体材料上集成电子器件的设想，并通过了德州仪器公司高层的检查。请记住，在这一天，集成电路取代了晶体管，为电子产品各种功能的发展铺平了道路，并大大降低了成本，使微处理器的出现成为可能，开创了电子技术史上的新时代，使我们现在习以为常的所有电子产品的出现成为可能。回顾集成电路的发展，我们可以看到“从电路集成到系统集成”这句话是对集成电路产品从小规模集成电路(SSI)到今天的超大规模集成电路(ULSI)发展过程的最好概括，即整个集成电路产品的发展已经从传统的系统级到系统级。在这一历史进程中，为了适应技术的发展和市场的需求，世界集成电路产业的产业结构经历了三次变革。第一次转型:以加工制造为主导的集成电路产业发展初级阶段。20世纪70年代，集成电路的主流产品是微处理器、存储器和标准通用逻辑电路。在此期间，集成电路制造商(IDM)在集成电路市场上扮演着主要角色，集成电路设计只是作为一个附属部门而存在。此时，集成电路设计与半导体技术密切相关。IC设计以手工为主，CAD系统只用于数据处理和图形编程。集成电路产业仅仅处于初级的生产导向阶段。第二次革命:代工和IC设计公司的崛起。80年代，集成电路的主流产品是微处理器(MPU)、微控制器(MCU)和专用集成电路(ASIC)。此时，无生产线的Fabless与代工的结合开始成为集成电路产业发展的新模式。随着微处理器和pc机的广泛应用和普及(特别是在通信、工业控制、消费电子等领域)，集成电路行业开始进入以客户为导向的阶段。一方面，功能标准化的IC已经很难满足客户对系统成本和可靠性的要求。同时，整机客户要求不断提高IC的集成度，提高保密性，减少芯片面积，减小系统体积，降低成本，提高产品的性价比，从而增强产品的竞争力，获得更多的市场份额和更丰厚的利润。另一方面，由于集成电路微加工技术的进步，使得软件的硬件化成为可能。为了提高系统速度，简化程序，出现了门阵列、可编程逻辑器件(包括FPGA)、标准单元、全定制电路等各种硬件结构的ASIC，占整个IC销量的12%。第三，随着EDA工具(电子设计自动化工具)的发展，PCB设计方法被引入到ic设计中，如库的概念、工艺仿真参数及其仿真概念，设计开始进入抽象阶段，使设计过程可以独立于生产过程而存在。看到ASIC的市场和发展前景，有远见的整机厂商和企业家，包括风险投资基金(VC)，开始成立专业的设计公司和IC设计部门，无生产线的无晶圆厂集成电路设计公司或设计部门成立并迅速发展。同时也带动了标准制造线的兴起。全球第一家代工工厂是台湾省集成电路公司，成立于1987。其创始人张忠谋也被称为“晶圆加工之父”。第三次变革:四业分离的集成电路产业90年代，随着互联网的兴起，集成电路产业步入了以竞争为导向的高级阶段，国际竞争由原来的资源竞争、价格竞争转变为人才知识竞争、资本密集竞争。以DRAM为中心扩大设备投资的竞争模式已经成为过去。比如1990年，以Intel为代表的美国主动放弃DRAM市场，从事CPU，对半导体产业进行重大结构调整，重新夺回世界半导体霸主地位。这让人们意识到，日益庞大的集成电路产业体系不利于整个集成电路产业的发展，只有“分工”才能精细化，“集成”才能成为优势。由此，集成电路产业结构高度专业化成为趋势，设计业、制造业、封装业、测试业各自独立的局面开始形成(如下图所示)。近年来，全球集成电路产业的发展越来越显示出这种结构的优势。比如台湾省的集成电路产业以中小企业为主，形成了高度分化的产业结构。所以从1996开始，受亚洲经济危机影响，全球半导体行业产能过剩，效益下滑，而集成电路设计行业却实现了持续增长。尤其是1996年、1997年、1998年，DRAM价格下跌，MPU下滑，持续了三年。世界半导体行业的增速已经远远低于之前的增长值17%。如果依靠高投入的提升技术，追求大尺寸硅片和微加工，降低成本，从量产推动其增长，这将是不可持续的。而IC设计企业更贴近和了解市场，通过创新开发高附加值产品，直接促进电子系统的升级换代；同时，从创新中获取利润，在快速协调发展的基础上积累资本，带动半导体设备的更新和新的投资；集成电路设计产业作为集成电路产业的“领头羊”，为整个集成电路产业的增长注入了新的动力和活力。IC封装:我们经常听到某些芯片采用什么样的封装方式。在我们的电脑中，有各种各样的处理芯片，那么都是采用什么样的封装形式呢？以及这些包装形式的技术特点和优势是什么？那么请看下面这篇文章，它将为您介绍芯片封装形式的特点和优势。1.双列直插式封装DIP(双列直插式封装)是指以双列直插形式封装的集成电路芯片。大多数中小型集成电路(IC)采用这种封装形式，管脚数一般不超过100。DIP封装的CPU芯片有两排引脚，需要插入DIP结构的芯片插座。当然也可以直接插入到电路板上相同数量和几何排列的焊接孔中进行焊接。DIP封装芯片应小心地从芯片插座插拔，以免损坏引脚。DIP包有以下特点:1。适用于PCB(印刷电路板)上的冲孔和焊接，操作简单。2.芯片面积与封装面积之比大，所以体积也大。Intel系列CPU中的8088采用这种封装形式，缓存和早期内存芯片也是如此。二、QFP(塑封方形扁平封装和PFP塑封扁平封装QFP(塑封方形扁平封装)封装的管脚很小，一般用于大规模或超大规模集成电路，管脚数一般在100以上。以这种方式封装的芯片必须通过SMD(表面贴装器件技术)焊接到主板上。贴片安装的芯片不需要在主板上打孔，一般在主板表面有设计好的对应引脚的焊点。通过将芯片的每个引脚与对应的焊点对准，可以实现与主板的键合。以这种方式焊接的芯片在没有特殊工具的情况下很难拆卸。PFP封装的芯片与QFP封装的芯片基本相同。唯一不同的是，QFP一般是正方形，而PFP可以是正方形或长方形。PFP亲民党包有以下特点:1。在PCB电路板上安装布线适用于SMD表面安装技术。2.适合高频使用。3.操作方便、可靠性高。4.芯片面积和封装面积之间的比率很小。Intel系列CPU中的80286、80386和部分486主板采用这种封装形式。3.PGA引脚栅格阵列封装PGA(Pin Grid Array Package)芯片的封装形式是在芯片内外有多个方形引脚，每个方形引脚围绕芯片一定距离排列。根据针数，可以形成2-5个圈。安装时，将芯片插入专用PGA插座。为了让CPU的安装和拆卸更加方便，从486芯片中出现了一个名为ZIF的CPU插座，专门用来满足PGA封装中CPU的安装和拆卸要求。ZIF(零插入力插座)指的是零插入力的插座。轻轻提起这个插座上的扳手，CPU就可以轻松轻松地插入插座。然后将扳手压回原位，利用插座本身的特殊结构产生的挤压力，使CPU的引脚与插座牢固接触，绝对不存在接触不良的问题。要取出CPU芯片，只需轻轻提起插座的扳手，压力就会释放，CPU芯片就能轻松取出。PGA包有以下特点:1。插件操作更方便可靠。2.它能适应更高的频率。在Intel系列CPU中，80486、奔腾、奔腾Pro都采用这种封装形式。四。BGA球栅阵列封装随着集成电路技术的发展，对集成电路的封装要求更加严格。这是因为包装技术与产品的功能有关。当集成电路的频率超过100MHz时，传统的封装方法可能会出现所谓的“串扰”现象，而当集成电路的引脚数超过208引脚时，传统的封装方法就有其困难。因此，除了QFP封装，现在大多数高引脚数芯片(如图形芯片和芯片组)都采用BGA(球栅阵列封装)封装技术。BGA一出现，就成为高密度、高性能、多引脚封装的不二之选，比如主板上的CPU、南/北桥芯片。BGA封装技术可以分为五类:1。PBGA (Plasic BGA)基板:一般是由2-4层有机材料组成的多层板。在Intel系列CPU中，奔腾II、III、IV处理器都采用了这种封装形式。2.CBGA(CeramicBGA)基板:即陶瓷基板，芯片与基板的电连接通常采用倒装芯片(FC)的安装方式。在Intel系列CPU中，奔腾I、II和奔腾Pro处理器都采用了这种封装形式。3.FCBGA(FilpChipBGA)基板:硬质多层基板。4.TBGA(TapeBGA)基板:基板为条状软性1-2层PCB电路板。5.CDPBGA(Carity Down PBGA)基板:指封装中央有方形凹陷的芯片区域(也叫空腔区域)。BGA封装有以下特点:虽然数量为1。I/O引脚增加，引脚间距远大于QFP封装，提高了成品率。2.虽然BGA的功耗增加，但由于可控崩片方式，电热性能可以提高。3.信号传输延迟小，适应频率大大提高。4.装配可以* * *面焊接，大大提高了可靠性。BGA封装模式经过十几年的发展，已经进入实用阶段。1987年，日本西铁城公司开始研发塑料球栅阵列封装的芯片(BGA)。随后，摩托罗拉、康柏等公司立即加入了开发BGA的行列。1993年，摩托罗拉率先将BGA应用于手机。同年，康柏也将其应用于工作站和个人电脑。直到五六年前，Intel开始在电脑CPU(奔腾II、奔腾III、奔腾IV等)中使用BGA。)和芯片组(如i850)，为BGA应用领域的拓展做出了贡献。目前，BGA已经成为一种极为流行的IC封装技术，2000年全球市场规模为6543.8+0.2亿片。预计2005年的市场需求将比2000年增长70%以上。五、CSP芯片级封装随着全球对个性化、轻量化电子产品的需求，封装技术已经进步到CSP(芯片级封装)。它减小了芯片封装形状的尺寸，使得封装尺寸与裸芯片尺寸一样大。也就是说，封装IC的尺寸边长不超过芯片的1.2倍，IC面积仅比管芯大不超过1.4倍。CSP封装可以分为四类:1。引线框架式(传统引线框架式)，代表厂商有富士通、日立、罗门、高士达等。2.刚性插入式，以摩托罗拉、索尼、东芝、松下等为代表厂商。3.柔性内插器型(soft interposer type)，最著名的是Tessera公司的microBGA，CTS的sim-BGA也采用了同样的原理。其他有代表性的制造商包括通用电气(GE)和NEC。4.晶圆级封装:不同于传统的单芯片封装方式，WLCSP将整个晶圆切割成单个芯片，号称是未来封装技术的主流。投入研发的制造商包括FCT、Aptos、卡西欧、EPIC、富士通和三菱电子。CSP封装有以下特点:1。它满足了增加芯片I/O引脚的需要。2.芯片面积和封装面积之间的比率非常小。3.大大缩短延迟时间。CSP封装适用于管脚少的IC，如存储芯片、便携式电子产品等。未来将广泛应用于信息家电(IA)、数字电视(DTV)、电子书、无线网络WLAN/GigabitEthemet、ADSL//手机芯片、蓝牙等新兴产品。6.MCM多芯片模块为了解决单个芯片集成度低、功能不完善的问题，通过SMD技术将高集成度、高性能、高可靠性的多个芯片在高密度多层互连基板上组合成各种电子模块系统，从而出现了MCM(Multi Chip Model)多芯片模块系统。MCM有以下特点:1。缩短了封装延迟时间，易于实现高速模块。2.减小整机/模块的包装尺寸和重量。3.系统可靠性大大提高。杰克·基尔比的人生教育背景:1947，伊利诺伊大学电子工程学士1950，得克萨斯州威斯康星大学电子工程硕士，职业经历:1947 ~ 1958威斯康星州密尔沃基中央实验室1958 ~ 1970得克萨斯州达拉斯德州仪器1970 1958