通识手机和芯片相关
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【通识】手机和芯片相关
数字芯片在各类设备中的应用
1. 相关概念
数字芯片，只处理0和1的，正如专职于算数和逻辑判断的员工，负责处理各种“是/否、开/关”的信号最终控制设备的行为
不像模拟芯片那样【感知温度、声音、电流强弱】，而是专注于决策和控制
- 数字芯片的三大主力：CPU, GPU, NPU
CPU（中央处理器）即为设备的大脑，通用计算任务、逻辑控制、系统调度
常见用途：运行APP、管理操作系统、处理文件、控制硬件（用在手机、电脑、智能手表、电视、路由器）。特点在于懂得多、干得细、速度和并行能力一般
GPU（图形处理器）图像渲染、图形处理、并行计算等等，运算能力强
NPU（神经网络处理器）专精AI，效率高过前两种 - 各种设备
1）现在手机芯片多是“集成SoC”，将CPU\GPU\NPU塞进主芯片里
其中CPU处理基本操作比如点开微信、写备忘录、播放音乐
GPU则刷视频、游戏时的画面渲染
NPU则负责AI美颜、夜景拍照优化、语音识别输入法等
2）电脑办公主要依靠CPU，游戏是强GPU，AI开发电脑CPU+高端GPU（或NPU模块）
英特尔i7CPU+NVIDIA RTX 4070 GPU（图形+AI双任务）
苹果M系列：CPU+GPU+神经引擎三合一
3）智能汽车：芯片多到数不清
中控娱乐包括CPU+GPU（运行车机系统、地图和语音交互）
自动驾驶域：NPU/GPU，实时分析雷达+摄像头数据
电池管理系统：MCU来做电压电流的判断与调控（属于数字芯片）
4）智能设备：AI芯片成新宠
智能音箱：NPU识别指令，CPU控制播放
扫地机器人：CPU+视觉GPU+NPU规划路线
智能摄像头：GPU做图像识别+NPU做人脸检测
2. 英文翻译
| 专业名词 | 翻译 | 含义 | 举例 |
|---|---|---|---|
| VIN Under-Voltage Lockout（UVLO) | 输入欠压锁定 | 功能在于当输入电压（VIN)低于设定的阈值时，芯片会自动关闭输出防止系统在电压不足时工作异常。作用则是避免低压下电路工作不稳定（如MCU复位、驱动不足）、保护电池供电设备（防止电池过放） | 若UVLO设为3V，当输入电压＜3V时，芯片关闭；电压恢复至阈值以上后，系统重新启动 |
| Programmable VIN Over-Voltage Lockout（OVLO） | 可编程输入过压锁定 | 功能：当输入电压超过用户设定的阈值时，芯片切断输出，防止高压损坏内部电路。可编程性：通过外部电阻或寄存器配置触发阈值（如12V/24V等）。作用：防止电源适配器故障或瞬态高压（如汽车抛负载）。保护后级元件（如MOSFET、传感器）。 | 作用包括防止电源适配器故障或瞬态高压（如汽车抛负载）、保护后级元件（如MOSFET、传感器） |
| Thermal Shutdown Protection | 过热关断保护 | 功能：当输入电压超过用户设定的阈值时，芯片切断输出，防止高压损坏内部电路。可编程性：通过外部电阻或寄存器配置触发阈值（如12V/24V等）。作用：防止电源适配器故障或瞬态高压（如汽车抛负载）。保护后级元件（如MOSFET、传感器）。 | 作用包括防止电源适配器故障或瞬态高压（如汽车抛负载）、保护后级元件（如MOSFET、传感器） |
| Fault Recovery | 故障恢复 | 功能：系统在触发保护（如UVLO/OVLO/过热）后，恢复正常状态的机制。常用模式包括自动恢复（条件满足后电压/温度正常）则自动重启，手动恢复（需外部干预如按键、重新上电），延时恢复（故障解除后延迟一段时间再启动，避免频繁切换） | 以提高系统可靠性，减少人工维护 |
1）电源IC（TPS54332）：UVLO/OVLO确保输入电压在4V-18V范围内过热关断保护IC
2）电池管理系统则使用UVLO防止锂电池过放，OVLO防止充电过压
3）工业设备则是故障恢复功能减少意外停机时间。
2. 晶圆制造recipe
定义、重要性、种类及构建和验证方法
- recipe（工艺配方）的定义、重要性、种类，以及构建和验证方式，并介绍了优化方向：比如先印黄色还是蓝色
精确定义的工艺参数和操作程序，指导生产设备执行特定的加工任务，贯穿于晶圆制造的各个工艺环节，是实现工艺稳定性、产品质量控制以及生产效率提升的核心工具。 - 什么是recipe？设备参数的集合，用于指导生产设备完成特定工艺步骤。例如，蚀刻设备的recipe中可能包含气体流量、腔体压力、RF功率、蚀刻时间等详细参数。这些参数直接决定了晶圆的加工效果。
- 重要性
1）精准制造：通过recipe，确保晶圆制造中的每一步达到所需的精度和一致性
2）可重复性：在量产环境中，recipe的标准化能显著提高工艺的可重复性
3）问题排查：当发生工艺异常时，recipe的追踪和调整是问题分析与解决的关键 - 种类包括
- 构建流程和验证方法
1）通常建立在新工艺开发或新设备上线时进行，需要以下关键步骤
step1 需求分析：明确加工目标，如在氧化过程中需达到的薄膜厚度和均匀性
step2 参数设计：根据目标设定关键参数范围（如温度气体比例等）
step3 初步实验：通过小批量试验验证初始参数的可行性
step4 调整和优化：实验数据调整参数进一步缩小工艺窗口
step5 标准化：将最终的recipe存储固定为模板用于量产
2）验证方法
实验验证DOE：采用多因素实验法，研究参数间的相互作用确保recipe的鲁棒性；
与基准对比通过量测结果（如CD\膜厚）与基准值对比确认recipe的准确性
统计分析利用SPC（统计过程控制）工具分析数据的稳定性和一致性
3）验证和测试
a. 验证verification：通过系统化的方法收集客观证据确认开发或生产过程中的中间产物（需求文档、设计）或最终产品是否满足既定标准，核心目标是却确保”做得正确“是否符合原始需求和规范
b. 区别在于前者关注开发过程的正确性，采用静态方法（文档评审、需求追溯）；测试则在于关注产品功能的正确性，通过动态执行代码或实际操作检测缺陷 - 1
3. 新手小白从零认识主板
1）主板正面图