芯片那么小是怎样造出来的 芯片大小是如何确定的？
芯片大小是如何确定的？
芯片尺寸是由芯片设计师甚至整个芯片设计团队决定的。芯片肯定不是你想设计的那么大，这涉及到成本和收益等很多问题。一般来说，相同架构下，芯片设计越大，规格越高，性能越强。但是，由于各种条件的限制，芯片永远不可能无限扩展。
不同的场景，不同的尺寸，比如一个PC芯片和一个手机芯片，有不同的设计标准。英特尔CPU大于100平方毫米是非常正常的，高端i7和至强处理器达到200平方毫米以上也很常见。因为PC更大，散热空间更好，所以可以放大芯片规格来提升性能。
对于手机芯片来说，一个骁龙或者麒麟处理器只能把面积控制在几十平方毫米以内，因为手机内部空间太小，承受不了一个大芯片。
如果CPU芯片占据了手机三分之一的面积，那么剩余的电池、各种传感器、摄像头都会受到很大的影响，大芯片带来的发热和功耗也会急剧增加，这款手机的续航和体验会很差。
芯片技术和经济适用性是关键因素，芯片尺寸和采用的生产工艺也密切相关。技术越先进，同等条件下芯片面积越小。因为用来生产芯片的晶圆尺寸几乎相同，芯片越大，成本越高，成品率越低。
因为芯片设计公司和制造公司是两个不同的公司，所以在确定芯片尺寸的过程中，需要两个团队密切配合，最终根据性能和良率确定最实用、最有利可图的芯片尺寸。
现在大小，主要考虑应用环境。手机上的应用程序需要又快又小。如果用于工业，主要考虑稳定性，成本低。
芯片里有成千上万的晶体管，为什么在网上搜索晶体管图片都非常大？
长期以来，我们一直处于一个误区，认为晶体管越来越小。事实上，它 不完全是这样的。
晶体管朝两个方向发展:
信息电子方向:让晶体管更小更快。今日 美国的电脑、手机、通讯芯片等。都属于这一类。
电力电子方向:让晶体管更大更快。其代表产品是IGBT，广泛应用于轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车、新能源设备等领域。
下图是一些常见的晶体管(只是部分，不是全部)。因为性能和包装的不同，所以会有不同的外观。
晶体管的功能
晶体管是一种固体半导体器件，包括二极管、三极管、场效应晶体管、晶闸管等。它具有检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制等多种功能。
作为一个可变电流开关，晶体管可以根据输入电压控制输出电流。与普通的机械开关不同，晶体管使用电能。信号来控制自己的开关，所以开关速度可以很快。
与电子管相比，晶体管有更多的优点:
1、不消耗晶体管元器件；
电子管会因为阴极原子的变化和慢性漏气而逐渐变质。晶体管的寿命一般比电子管长100到1000倍。
2、晶体管消耗的能量很少；
晶体管消耗的电能只有电子管的十分之一或十分之几。电子管需要加热灯丝来产生自由电子，而晶体管则不需要。;t .一台晶体管收音机只需要几节干电池就能听半年以上，而电子管的收音机就很难做到。
3.晶体管不需要预热；
晶体管一打开就能工作。电子管设备can t这样做，启动后需要等待一段时间。
4、晶体管牢固可靠；
普通晶体管只有电子管的1/10到1/100大小，放热小，抗冲击，抗振动。可以说，晶体管使电路的小型化、集成化和大规模化成为可能。
为什么芯片的晶体管越来越小？
芯片上有很多晶体管，控制着很大的电流。如果晶体管的尺寸逐渐减小，源极和漏极之间的沟道长度L将相应缩短。沟道长度减小后，晶体管将具有更快的响应速度和更低的控制电压。
但是进入28nm后，按照以前的经验缩小晶体管尺寸就不行了。当沟道缩短到一定程度时，晶体管会因为芯片中的量子隧穿效应而关断。目前通过Fin-FET(鳍式场效应晶体管)和SOI(在晶体管之间增加绝缘)等技术解决了这个问题。
芯片做小后，主要有以下好处:
1.节能:晶体管越大，占用的电路越多，能耗越大；晶体管做得越小，电流可以走的捷径就越多，更节能环保。
2.性能提升:晶体管越小，同一芯片单位面积可以工作的晶体管越多，性能越好。
3、降低成本:芯片小，一片硅片可以做成更多的成品芯片，大大降低了成本。
4.减少芯片占用的空间:芯片越小，我们的电脑和手机就会越小越薄。
所以芯片的趋势是越做越小，做的越多性能就越强。有一种说法是，在价格不变的情况下，一个集成电路所能容纳的元件数量每18到24个月就会翻一番，性能也会翻一番。这就是著名的摩尔 的法律。所以芯片的进化就是晶体管变小的过程。
为什么电力电子晶体管越来越大？
巨晶体管(字面翻译为Giant Transistor)是一种双极结型晶体管——BJT，具有高电压和高电流电阻。巨晶体管开关特性好，但驱动电路复杂，驱动功率高。
和IGBT，绝缘栅双极晶体管(Insul)Ate-Gate双极晶体管也是三端器件(包括栅极、集电极和发射极)。IGBT结合了巨型晶体管(GTR)和功率场效应晶体管的优点。
电力电子晶体管之所以会越来越大，首先看它的发展历史:
1957年，通用电气公司根据肖克利 标准普尔钩子 "晶体管结构(即PNPN四层晶闸管结构)。可控硅整流器可以处理更高的电压和电流，这为以处理能力为目的的电力电子开辟了一个新的领域。
1962年，GE公司研制出第一只容量为600V/200A的GTO(可关断晶闸管)，克服了普通晶闸管不能用门极控制关断的缺点。但是GTO在实际应用中容易烧毁。
1974年，日本东芝等公司利用NTD单片机和计算机仿真技术，在GTO的研制上取得突破，生产出1200V/2000A GTO。而更大的双极晶体管通过采用垂直结构、达林顿级联技术和多单元集成并联技术，实现了500V/200A/50(电流放大系数hFE)，此时已被称为GTR。
因为70年代末MOS集成电路发展很快。1982年，CE公司和摩托罗拉公司的美洲印第安人几乎同时独立发明了IGBT。
1984年，GE公司的V.A.K. Temple发明了性能优越的MCT(H)，并于1991年商业化，但由于结构复杂，成品率低，在90年代末停滞不前。
1972年，日本人西泽润一利用JFET结构研制出静电感应晶体管和晶闸管SIT和SITH。
20世纪90年代初，日本三菱公司开发的基于IGBT的智能功率模块(IPM)经过十年的改进，已经进入成熟应用阶段。
1995年，西门子首次推出非穿通结构的NPT-IGBT，这是一个技术里程碑。因为，NPT-IGBT技术可以同时显著提高功率开关器件的高温可靠性、安全工作区、超高耐压、低成本和高开关性能。通过使用NPT-IGBT技术和GTO晶片技术，目前可以制造6500V/600A NPT-IGBT。
20世纪80年代，PIC-Power集成电路，包括高压集成电路HVIC和智能功率IC，被认为有了很大发展，但发展速度不快，应用范围小。
如今，电力电子器件正朝着高科技方向发展依靠高工频产品、高集成度、高智能化、低成本和高允许工作温度。
从上图可以看出，如果没有电力电子晶体管，宏观世界不会给我们带来这么大的便利，芯片也很难越做越小。
晶体管的发展，无论从微观还是宏观，都改变了世界，推动了整个时代的发展。它是建设现代信息社会的基石。
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