截圖 2021-07-05 下午9.10.25.png

一個 IC 晶片從無到有,大概就依序分為下面 3 個階段,而這 3 個階段,就是所謂半導體產業的上、中、下游:
上游為 IP 設計及 IC 設計業
 
中游為 IC 製造、晶圓製造、相關生產製程檢測設備、光罩、化學品等
 
下游為 IC 封裝測試、相關生產製程檢測設備、零組件(如基板、導線架)、IC模組、IC通路等


 

 

 

截圖 2021-07-05 下午9.41.46.png

IC 設計

IC設計可分成幾個步驟,依序為:規格制定 → 邏輯設計 → 電路布局 → 布局後模擬 → 光罩製作

晶片根據功能有很多種類,比如電腦的 CPU、手機的 CPU 等等。就連電子手錶、家電、遊戲機、汽車… 等電子產品中也有自己的 CPU 晶片

RISC 和 CISC 是目前 CPU 的兩種主要架構,區別在於不同的 CPU 設計理念和方法。

CISC 是一種微處理器指令集架構 (ISA),每個指令可執行一些低階操作,如從記憶體讀取、儲存、和計算操作,全部集中於單一指令中。

RISC 對指令數目和定址方式都做簡化,使其更容易實現想要的工作內容,指令並存執行程度更好,編譯器的效率更高,使它能夠以更快的速度執行操作。

目前市場存在的主流四大晶片架構,一是以英特爾為首,基於 CISC 的 X86 架構;二是以 RISC 原理的 ARM、MIPS、RISCV 三大架構。

X86 架構主要是用於電腦語言指令集。ARM 架構是一個 32 位元為主的精簡指令集處理器架構,其大量使用在許多嵌入式系統設計。

ARM 由於節能的特點,ARM 處理器非常適用於行動通訊領域,符合其主要設計目標為低耗電特性。

MIPS 架構是一種採取 RISC 的處理器架構。1981 年由 MIPS 科技公司開發並授權。它是基於一種固定長度的定期編碼指令集。而在改良後,這種架構可支援高階語言的優化執行。其算術和邏輯運算採用三個運算元的形式,允許編譯器優化複雜的表達式。

RISC-V 架構則是基於精簡指令集計算 RISC 原理建立的開放指令集架構。RISC-V 是在指令集不斷發展和成熟的基礎上建立的全新指令。

RISC-V 指令集完全開源,設計簡單,易於移植 Unix 系統,模組化設計,完整工具鏈,同時有大量的開源實現和流片案例,得到很多 IC 設計公司的認同。

 

 

規格制定

品牌廠或白牌廠(沒有品牌的品牌廠)的工程師和IC設計工程師接觸,並開出他們需要的IC的規格給IC設計工程師
 

邏輯設計

藉由軟體的幫助,完成邏輯設計圖了
所謂的「邏輯」設計圖,就是指它是由簡單的邏輯元件構成,什麼是邏輯元件呢?像是AND Gate(故名思意,兩個輸入都是1的話,輸出才是1,否則輸出就是0),OR Gate(兩個輸入只要有一個輸入是1,輸出就是1)等

電路布局

利用軟體的幫助,把邏輯設計圖,轉化成電路圖

布局後模擬

經由軟體測試看看,結果是不是和當初「規格制定」相同
 

光罩製作

電路完成後,再把電路製作成一片片的光罩,把完成後的光罩即送往IC製造公司

 

 

截圖 2021-07-05 下午9.15.21.png

 

2020前10大IC設計公司

根據TrendForce表示,2020年上半年因疫情衝擊所致,原本預期對於IC設計產業將造成極大的負面影響,然而,受惠於遠距辦公與教學所帶動筆電與網通產品需求的激增,終端系統業者向IC設計業者大幅拉貨,讓2020年整體IC設計產業成長力道強勁。

全球前三大IC設計業者高通(Qualcomm)、博通(Broadcom)、輝達(NVIDIA)營收皆有成長;其中,輝達受惠於遊戲顯卡與資料中心的挹注,年成長率高達52.2%,在前十大業者中成長表現最為突出。

arrow
arrow
    創作者介紹
    創作者 SwayChat 的頭像
    SwayChat

    SwayChat 吃喝玩樂 生活體驗

    SwayChat 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()