宣讲家文稿:集成电路的奥秘(集成电路讲座心得体会)

2023-03-20 10:48:39

 

原标题:宣讲家文稿:集成电路的奥秘 在开讲前,我把今天讲座涉及的关键词列出来,第一个是集成电路,第二个是芯片其实,芯片就是集成电路,是它的一种简称第三个是管芯,第四个是晶体管,第五个是硅圆片,简称“硅片”。

一、手机里的秘密 手机,我想大家都非常熟悉,但大家有没有想过,手机里面到底有什么?今天,我们就“层层剖开”手机探寻其中的秘密 如果拆开手机壳,我们首先看到的是一块电路板,以及电路板上的很多电子元件,而其中的一些黑色塑料方块就是集成电路(芯片)。

这就是第一个和第二个关键词集成电路和芯片

如图所示,电路板上的五个红点就是集成电路。也就是说,这部手机里有五个集成电路,或是五个芯片。 那么笔记本电脑呢,会有多少个集成电路?笔记本电脑要比手机复杂得多,集成电路的数量也多得多。

如图所示,图中红点所标示出来的就是集成电路,而且仅是电路板的一面,还都是面积比较大的也就是说,另一面还有大大小小、许许多多的集成电路 集成电路根据功能设计的不同、样式也各不相同,比如华为研发的用于5G通信的麒麟990芯片。

现在,我们知道了手机里有很多集成电路,那么集成电路里有什么样的秘密?

如图所示,我们把集成电路的塑料外壳拆下一个角,就会看到集成电路最关键的部分——管芯这就是我们开篇提到的第三个关键词除此之外,我们还会看到外壳引线和内部连线通过外壳引线和内部连线将信号传输到管芯上可见,一块集成电路就由这四部分组成。

那么接下来,我们来看看集成电路最关键的部分管芯里有什么?实际上管芯非常非常的小,需要在显微镜下才能看清楚。

如图所示,上方长方形图片就是管芯在显微镜下的图片,这是由几十张图片拼接而成的但这复杂的结构,大家很难看清楚那么,我把左上角的绿色方框处继续用显微镜放大,大家就看到了左下角的图片图片中的白色方块就是管芯的引出端,中间是一些密密麻麻的线条。

那么,这些线条是什么?我再把这部分放大

如图所示,大家看到的这个绿色电路板,主要由集成电路生产最常使用的衬底材料硅制成上面有非常多的白色方块和线条,也就是晶体管和金属连线这就涉及第四个关键词晶体管 那么,晶体管是什么?简单地讲,晶体管是用半导体材料(硅)做的可以放大电信号的元件。

如图,左边展示的是一种晶体管的结构,右边显示的是这种晶体管的符号 那么,晶体管是由谁发明的?1948年,威廉·肖克利、约翰·巴丁、沃尔特·布拉顿在经过多次失败之后终于实现了第一个半导体晶体管三人也因此在1956年获得了诺贝尔物理学奖。

小结:我们通过把手机层层拆解,了解其中的电子元件,从电路板到集成电路,也就是芯片,再到集成电路最关键的部分管芯,以及管芯内部的晶体管和金属连线可以说,手机里最重要的电子元件就是集成电路(芯片)作者:王水弟 北京市老党员先锋队总队科技科普服务团副团长。

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