芯片制造的整個(gè)過程包括芯片設(shè)計(jì)、芯片制造、封裝制造、測(cè)試等。芯片制造過程特別復(fù)雜。首先是芯片設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，生成“圖案”

1、晶片材料

晶片材料的成分是硅，硅又是由石英沙精制而成。將硅提純后制成硅棒，成為制造集成電路的石英半導(dǎo)體材料。將其切片就是芯片制作具體需要的晶圓。

2、晶圓涂層/膜

晶圓涂層可以抵抗氧化和溫度，其材料也是光阻的一種。

3、晶圓光刻顯影、蝕刻

首先，在晶圓(或基板)表面涂覆一層光刻膠并干燥。干燥的晶片被轉(zhuǎn)移到光刻機(jī)上。通過掩模，光將掩模上的圖案投射到晶圓表面的光刻膠上，實(shí)現(xiàn)曝光和化學(xué)發(fā)光反應(yīng)。曝光后的晶圓進(jìn)行二次烘烤，即所謂曝光后烘烤，烘烤后的光化學(xué)反應(yīng)更為充分。

最后，顯影劑被噴在晶圓表面的光刻膠上以形成曝光圖案。顯影后，掩模上的圖案保留在光刻膠上。糊化、烘烤和顯影都是在均質(zhì)顯影劑中完成的，曝光是在平版印刷機(jī)中完成的。均化顯影機(jī)和光刻機(jī)一般都是在線操作，晶片通過機(jī)械手在各單元和機(jī)器之間傳送。

整個(gè)曝光顯影系統(tǒng)是封閉的，晶片不直接暴露在周圍環(huán)境中，以減少環(huán)境中有害成分對(duì)光刻膠和光化學(xué)反應(yīng)的影響。這樣就得到我們所需要的二氧化硅層。

4、添加雜質(zhì)

相應(yīng)的p和n半導(dǎo)體是通過向晶圓中注入離子而形成的。

具體工藝是從硅片上的裸露區(qū)域開始，將其放入化學(xué)離子混合液中。這一工藝將改變摻雜區(qū)的到方式，使每個(gè)晶體管都能打開、關(guān)閉或攜帶數(shù)據(jù)。這時(shí)候?qū)⑦@一流程不斷的重復(fù)，不同層可通過開啟窗口聯(lián)接起來。這一點(diǎn)類似所層PCB板的制作制作原理。 更為復(fù)雜的芯片可能需要多個(gè)二氧化硅層，。這時(shí)候通過重復(fù)光刻以及上面流程來實(shí)現(xiàn)，形成一個(gè)立體的結(jié)構(gòu)。

5、晶圓測(cè)試

經(jīng)過上面的幾道工藝之后，晶圓上就形成了一個(gè)個(gè)格狀的晶粒。通過針測(cè)的方式對(duì)每個(gè)晶粒進(jìn)行電氣特性檢測(cè)。一般來說，每個(gè)芯片都有大量的晶粒，組織一次針測(cè)試模式是非常復(fù)雜的過程，這就要求盡可能批量生產(chǎn)相同規(guī)格型號(hào)的芯片。數(shù)量越大，相對(duì)成本就越低，這也是主流芯片器件造價(jià)低的一個(gè)因素。

6、封裝

將制造完成晶圓固定，綁定引腳，按照需求去制作成各種不同的封裝形式，這就是同種芯片內(nèi)核可以有不同的封裝形式的原因。例如：DIP、QFP、PLCC、QFN等，這主要取決于用戶的應(yīng)用習(xí)慣、應(yīng)用環(huán)境、市場(chǎng)形態(tài)等外圍因素。

7、測(cè)試和包裝

經(jīng)過上述工藝流程以后，芯片生產(chǎn)就已經(jīng)全部完成了。這一步是測(cè)試芯片，去除有缺陷的產(chǎn)品，并包裝。

不過，芯片的制作過程非常復(fù)雜，文字表述難免會(huì)有不清楚的地方，小編在這里建議大家最好去工廠實(shí)地看看芯片到底是如何去制作的。

ST公司的M24LR04E-R是集成了雙路接口的電擦除可編存儲(chǔ)器(EEPROM)，包括I2C模式的512×8bits和RF模式的128×32bits RF，同時(shí)具有能量采集的模擬輸出，以及用戶可編程的數(shù)字輸出和密碼保護(hù)。器件主要用作NFC/RFID標(biāo)簽。

一.開篇介紹

說到RFID射頻識(shí)別,可能大多數(shù)人不知道是什么東西，但如果說NFC(Near Field Communication)，大家就會(huì)想到最近挺火的各種Pay，比如Apple Pay、Samsung Pay、華為 Pay。其實(shí)NFC功能不僅僅用于手機(jī)支付，NFC在門禁、公交等領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮著巨大的作用。

今天要評(píng)測(cè)的是ST公司的M24LR-DISCOVERY開發(fā)板，雖然2014年已經(jīng)出廠了，但是作為RFID技術(shù)的普及，我想是足夠了。

二.M24LR-DISCOVERY開箱

M24LR-DISCOVERY是一塊即用型開發(fā)工具，搭載了一顆型號(hào)為M24LR04E-R的雙接口EEPROM IC芯片,在工業(yè)、醫(yī)療、消費(fèi)電子中有廣泛的應(yīng)用。M24LR-DISCOVERY包含了兩個(gè)不同的開發(fā)板：一塊是M24LR紅色開發(fā)板，另一塊是帶RF收發(fā)功能的綠色開發(fā)板。

背面是一份快速上手指南，介紹了連接RF接收板的電腦軟件和連接M24LR開發(fā)板的安卓手機(jī)軟件。

M24LR-DISCOVERY細(xì)節(jié)圖。

三.M24LR-DISCOVERY介紹

ST公司的NFC/RFID方案有如下圖的有三種，M24LR-DISCOVERY開發(fā)工具包含以下紅色框圖的兩種，分別是M23LR開發(fā)板和RF收發(fā)開發(fā)板。

產(chǎn)品特點(diǎn)

M24LR開發(fā)板

? M24LR04E-RMN6T/2 雙接口EEPROM，帶有I2C接口和13.56MHz ISO/IEC 15693的RF接口，容量為4Kbits，具有密碼保護(hù)功能

? 主控制器是8位的STM8L152C6T6，帶有8Kbytes的Flash容量

? 型號(hào)為STTS751-0WB3F的低電壓溫度傳感器

? 板載的20*40 mm PCB感應(yīng)天線

? 2個(gè)功能按鍵：用戶鍵和重置鍵

? 提供下載和調(diào)試的SWIM接口

? I2C接口

? 24段的LCD屏幕

下圖是M24LR04E芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，可以看到分別有I2C總線接口和RF接口，芯片內(nèi)部還帶有電源管理功能，可以轉(zhuǎn)天線圈獲得的能量轉(zhuǎn)化為電能，給STM8和系統(tǒng)電路供電。芯片內(nèi)部還帶有4Kbit的EEPROM，可以存放64bit的UID號(hào)。

M24LR04E是SO8N封裝的8 pin芯片，只需要搭配簡單的電路，便可以移植到手機(jī)或者其它移動(dòng)終端上面，從而實(shí)現(xiàn)NFC功能。

M24LR和STTS751溫度傳感器共同掛載在I2C1總線上，再連接到主控制器STM8，通過不同的設(shè)備地址來取得不同的功能數(shù)據(jù)。當(dāng)M24LR開發(fā)板接近RF讀卡器或者帶有NFC功能的手機(jī)時(shí)，M24LR04E-RMN6T/2芯片就能輸出RF_POWER給STM8供電。

RF收發(fā)開發(fā)板

? CR95HF-VMD5T 13.56 MHz多通信協(xié)議非接觸收發(fā)IC，還有SPI和UART接口

? 主控制器為32位的STM32F103CB，帶有128Kbytes的Flash容量

? 板載的47*34mm PCB感應(yīng)天線

? 提供與電腦軟件通信的USB接口

? 20Pin的STlink調(diào)試和下載接口

可實(shí)現(xiàn)RF的讀寫功能，支持ISO/IEC 14443A Type A和Type B、ISO/IEC 15693、ISO/IEC 18092四種規(guī)范，芯片上還提供了SPI和UART通信接口。

下圖為CR95HF的芯片內(nèi)部框架圖，可分為六部分：直接通過SPI或UART與用戶通訊的寄存器、電源與時(shí)間管理、幀控制、數(shù)據(jù)標(biāo)簽檢測(cè)、AFE檢測(cè)與讀寫、天線接口。

六.總結(jié)

在互聯(lián)網(wǎng)的帶動(dòng)下，物流行業(yè)在這幾年時(shí)間內(nèi)蒸蒸日上，條碼與二維碼的使用也變的越來越廣泛，隨著這支付寶和微信上使用條形碼與二維碼進(jìn)行付款，更把這兩者推上了一個(gè)新的高度。但是相比之下，RFID有著更大的優(yōu)勢(shì)：

1.RFID讀卡器可以同時(shí)讀取多個(gè)標(biāo)簽，而二維碼一次只能讀一個(gè)，對(duì)于快遞等物流行業(yè)，一次性讀取多個(gè)貨物信息更加快捷;

2.使用超高頻技術(shù)，能夠遠(yuǎn)距離讀取，不用再擔(dān)心太遠(yuǎn)拍不清二維碼圖像;

3.RFID標(biāo)簽的信息可以更改，而二維碼打印后就信息就無法更改了，因此RFID標(biāo)簽可以重復(fù)使用，節(jié)省成本;

4.RFID能比二維碼存儲(chǔ)更多的商品、物流信息。

相信在2016年，RFID會(huì)在一定領(lǐng)域上趕超條碼與二維碼，成為更普遍的技術(shù)。