Một số thuật ngữ trong sản xuất chip

Nhị phân (Binary): Có hai phần. Hệ đếm nhị phân mà máy tính sử dụng bao gồm hai con số 0 và 1.

Lưỡng cực (Bipolar): Một công nghệ có tốc độ cao nhưng tương đối đắt đỏ. Được sử dụng trong sản phẩm đầu tiên của Intel - bộ nhớ 3101.

Chip: Một hình chữ nhật hoặc hình vuông nhỏ, mỏng có chứa các vi mạch điện tử tích hợp. Các chip còn được gọi là khuôn. Chip phức tạp nhất chính là bộ vi xử lý. (Xem thêm thuật ngữ "Bộ vi xử lý").

Mạch điện (Circuit): Đường đi cho dòng điện tử di chuyển.

Phòng sạch (Cleanroom): Phòng vô trùng dùng để chế tạo các chip. Không khí trong căn phòng này sạch hơn hàng nghìn lần so với không khí của các phòng phẫu thuật.

CMOS (complementary metal oxide semiconductor): Bao gồm cả các bóng bán dẫn kênh dương và kênh âm trên cùng một thiết kế mạch điện. Tạo ra các mạch điện có mức tiêu thụ nguồn thấp. Hiện nay phần lớn các chip của Intel được sản xuất bằng công nghệ này.

Thiết kế được máy tính hỗ trợ (Computer-aided design - CAD): Hệ thống máy tính và phần mềm tinh vi được sử dụng để thiết kế các chip vi mạch tích hợp.

Khuôn (Die): Xem "Chip" và "Bộ vi xử lý".

Hóa khắc (Doping): Một quy trình sản xuất tấm wafer trong đó những khu vực hở của tấm silicon được bắn phá bằng các hợp chất hóa học để thay đổi bản chất dẫn điện của silicon tại những khu vực đó.

Kênh dẫn (Drain): Một khu vực có mức độ bắn phá bằng hợp chất hóa học cao, gần với một kênh mang dòng điện hiện tại của bóng bán dẫn. Truyền tải dòng điện tử đi ra từ bóng bán dẫn đến phần tử mạng hoặc dây dẫn mới.

Khắc axit (Etching): Việc loại bỏ những phần nhất định của vật liệu để xác định các lớp theo mẫu trên chip.

Chế tạo (Fabrication): Quá trình sản xuất chip.

Fab: Thuật ngữ rút gọn của "Nhà máy sản xuất chip", nơi chế tạo các chip silicon.

Đóng gói chip kiểu "lật" (Flip-chip packaging): Một kiểu đóng gói chip bằng cách lật chip về mặt trước và gắn nó với đế, khác với kiểu đóng gói chip như là kiểu nối dây trong đó gắn phần lưng của chip với đế.

Hộp chứa wafer có cửa mở ở mặt trước (Front-opening unified pod - FOUP): Một hộp chứa là một phần của hệ thống tự động trong một nhà máy sản xuất chip dùng để đựng và vận chuyển các tấm wafer. Màu của FOUP biểu thị khi nào thì các tấm wafer chứa đồng hoặc nhôm. Bình màu cam chứa đồng; Bình màu xanh chứa nhôm.

Cổng (Gate): Khu vực tín hiệu điều khiển của một bóng bán dẫn nơi có thể áp đặt một điện áp âm hoặc dương.

Thanh silic hình trụ (Ingot): Thanh silicon gần tinh khiết hình trụ giống như một chiếc xi-lanh dùng để cắt thành các tấm wafer.

Mặt nạ (Mask): Một tấm thạch anh với những mẫu vẽ giống như khuôn tô được khắc bằng crôm. Được sử dụng trong chế tạo tấm wafer khi "in" các mẫu mạch điện theo lớp trên một con chip.

Bộ vi xử lý (Microprocessor): "Bộ não" của mỗi chiếc máy tính. Nhiều bộ vi xử lý phối hợp làm việc với nhau tạo thành "trái tim" của máy chủ, thiết bị truyền thông và nhiều thiết bị số khác.

Nanometer: Một phần tỷ mét.

Công nghệ NMOS (negative-channel metal oxide semiconductor): Công nghệ ưa thích trong sản xuất những chip hàng đầu ở thập kỷ 70 và 80 thế kỷ trước. Đây là một công nghệ rẻ và có mật độ bóng bán dẫn cao hơn so với công nghệ lưỡng cực và có tốc độ cao hơn công nghệ PMOS.

Công nghệ quang khắc (Photolithography): Quá trình chuyển các mẫu thiết kế mạch điện của chip lên bề mặt của tấm waffer bằng cách sử dụng các mặt nạ để chuyển hình ảnh bằng cơ cấu quang học.

Quang trở (Photoresist): Một chất liệu bị tan ra khi chiếu tia tử ngoại. Được sử dụng để hình thành mẫu mạch điện trong quá trình chế tạo chip.

Mảng chân cắm lưới (Pin grid array - PGA): Một công nghệ đóng gói chỉ được sử dụng cho các bộ vi xử lý cao cấp.

Công nghệ PMOS (positive-channel metal oxide semiconductor): Một công nghệ có tốc độ thấp và hiện nay đã lỗi thời từng được sử dụng trong những sản phẩm MOS thế hệ đầu tiên của Intel.

Silic đa tinh thể (Polysilicon): Viết tắt của polycrystalline silicon, hay silic được tạo thành từ nhiều tinh thể. Vật liệu dẫn điện này được sử dụng như là một lớp kết nối trên một chip.

Sơ đồ mạch điện (Schematic): Sơ đồ biểu thị thuộc tính logic của mạch điện.

Chất bán dẫn điện (Semiconductor): Một loại vật liệu (như là silic) có thể bị biến đổi để cho phép dòng điện tử đi qua hoặc chặn dòng điện đó lại.

Silic (Silicon): Vật liệu được sử dụng để chế tạo các tấm wafer và từ đó sản xuất ra các chip. Nó là vật liệu bán dẫn điện tự nhiên và là nguyên tố phổ biến thứ hai trên trái đất chỉ đứng sau oxy.

Điôxit Silic (Silicon dioxide): Vật liệu được phủ lên trên tấm wafer trong quá trình chế tạo chip với vai trò của một lớp cách điện. Thủy tinh là một dạng thường thấy của Điôxit Silic.

Cực nguồn (Source): Khu vực của một bóng bán dẫn nơi các điện tử đi vào kênh dẫn.

Công nghệ hàn bề mặt (Surface-mount technology - SMT): Một dạng công nghệ hàn cho phép dán chip lên trên bề mặt thay vì gắn với các lỗ cắm trên một bảng mạch in.

Công nghệ đóng gói chip kiểu xếp chồng (Stacked-chip packaging): Là một công nghệ hàn cho phép xếp chồng nhiều chip trên một bảng mạch.

Bóng bán dẫn (Transistor): Một dạng công tắc điều khiển luồng chảy của dòng điện tử. Một con chip có thể chứa hàng triệu, thậm chí hàng tỷ bóng bán dẫn.

Tấm Wafer: Một miếng silicon mỏng được cắt ra từ thanh silicon hình trụ. Được sử dụng như là vật liệu nền để sản xuất vi mạch tích hợp.

Phân loại tấm Wafer (Wafer sort): Một thủ tục kiểm tra bằng điện tử để phát hiện những chip không hoạt động trên một tấm wafer.

Nối dây (Wire bonding): Quá trình kết nối những sợi dây cực mảnh từ các mạch điện trên chip với dây dẫn trên đế chip.

Một số thuật ngữ trong sản xuất chip

Sự phát triển Silicon Valley qua Bảo tàng lịch sử máy tính

Bảo tàng Computer History Museum tại Mountain View, California (Mỹ) là thiên đường của người ham mê công nghệ, nơi họ có thể ngắm máy Mac cổ, IBM PC... và nghe về sự ra đời của các công ty tiên phong tại thung lũng Silicon.


Tháng 12/1947, ba nhà khoa học tại Bell Labs giới thiệu bộ khuếch đại từ chip germanium gần như không sản sinh nhiệt, đánh dấu sự ra đời của bóng bán dẫn (transistor).


Họ là William Shockley (ngồi), John Bardeen (giữa) và Walter Brattain. Cả ba được trao giải Nobel Vật lý năm 1956.


Năm 1958, kỹ sư Jack Kilby của Texas Instruments 1958 trình diễn mạch tích hợp (IC - integrated circuit) chứa một transistor và các bộ phận khác. Ông đạt giải Nobel Vật lý năm 2000.


Năm 1959, công ty Fairchild Semiconductor đăng ký bản quyền cho chu trình "Planar", cho phép sản xuất chip chất lượng cao và về sau hỗ trợ xây dựng mạch tích hợp dễ dàng hơn.


Gordon Moore (ảnh chụp vào thập niên 70) là nhà đồng sáng lập Intel năm 1968. Ông nổi tiếng với định luật Moore với nội dung rằng các thành tố trong chip sẽ nhân đôi theo chu kỳ 2 năm.


Bộ vi xử lý đầu tiên của Intel là 4004 (CPU 4 bit) năm 1971.


Kỹ sư Ted Hoff (ảnh) và Stan Mazor của Intel giới thiệu thiết kế CPU đơn chip dùng trong máy tính cơ.


Quảng cáo đầu tiên của Intel cho chip 4004 năm 1971 với lời khẳng định "kỷ nguyên mới của điện tử tích hợp". 4004 là chip đầu tiên có thể tùy biến với phần mềm để thực hiện các chức năng khác nhau trên nhiều thiết bị.


Tại công ty RCA năm 1962, Steven Hofstein tạo một mạch tích hợp chứa tổ hợp metal-oxide-silicon, công nghệ xuất hiện trong các chip với hàng tỷ bóng bán dẫn ngày nay.


Chip metal-oxide-silicon này gồm 16 transistor.


Cuốn vở ghi chép về dự án mạch tích hợp của Jack Kilby được trưng bày tại Bảo tàng lịch sử máy tính.


Năm 1974, trung tâm nghiên cứu Palo Alto thuộc công ty Xerox kết hợp máy tính cá nhân với giao diện người dùng đồ họa, chuột và desktop chứa các icon, folder, tài liệu... Nhiều năm sau, những hệ thống như thế mới trở nên phổ biến.


Hệ thống máy tính cá nhân đầu tiên đã xuất hiện từ thập niên 70 của thế kỷ trước, nhưng phải đến khi IBM cho ra mắt sản phẩm 5150 vào 12/8/1981, thị trường PC mới bắt đầu đạt được những bước tiến làm thay đổi ngành công nghệ thông tin.


Apple Mac năm 1984 giúp giao diện đồ họa người dùng trở nên phổ biến.


Máy chủ đầu tiên của Google với nhiệm vụ xử lý hàng nghìn lệnh tìm kiếm trong một giây.

Lê Nguyên (Photo: BusinessWeek) theo http://vnexpress.net/GL/Vi-tinh/2009/07/3BA10DA8/

Sự phát triển Silicon Valley qua Bảo tàng lịch sử máy tính