芯片制造到底有多难?真正的芯片制造过程十分复杂

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芯片制造到底有多难?真正的芯片制造过程十分复杂
今年4月中兴事件引发了全民对国产芯片的关注。据数据统计,2017年国内集成电路进口额仍高达2601.4美元,进出口逆差更是达到了1932亿美元。显然,中国目前对于国外芯片的依赖程度依然很高。
芯片制造到底有多难?
芯片生产是一个点砂成金的过程,从砂子到晶圆再到芯片,价值密度直线飙升。真正的芯片制造过程十分复杂,下面我们为大家简单介绍一下。
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片,由于其形状为圆形,故称为晶圆。单单从晶圆到芯片,其价值就能翻12倍,2000块钱一片的晶圆原料经过加工后,出来的成品价值约2.5万元,可以买一台高性能的计算机了。
从熔融态Si中拉出晶圆并切片
获得晶圆后,将感光材料均匀涂抹在晶圆上,利用光刻机将复杂的电路结构转印到感光材料
上,被曝光的部分会溶解并被水冲掉,从而在晶圆表面暴露出复杂的电路结构,再使用刻蚀机将暴露出来的硅片的部分刻蚀掉。
晶圆片抛光后利用光刻机将设计好的电路转印到晶圆上
在晶圆上刻蚀出来复杂的结构
接着,经过离子注入等数百道复杂的工艺,这些复杂的结构便拥有了特定的半导体特性,并能在几平方厘米的范围内制造出数亿个有特定功能的晶体管。
镀铜后再切削掉表面多余的铜
再覆盖上铜作为导线,就能将数以亿计的晶体管连接起来。
经过测试、晶片切割和封装,就得到了我们见到的芯片
一块晶圆经过数个月的加工,在指甲盖大小的空间中集成了数公里长的导线和数以亿计的晶体管器件,经过测试,品质合格的晶片会被切割下来,剩下的部分会报废掉。千挑万选后,一块真正的芯片就这么诞生了。
切割出合格晶片后报废的晶圆
光刻机——芯片制造的卡脖子环节
制约集成电路技术发展的有四大要素:功耗、工艺、成本和设计复杂度,其中光刻机就是一个重中之重,核心技术中的核心。
一些装备由于其巨大的制造难度被冠以“工业皇冠上的明珠”的称号,最主流的说法是两大装备:航空发动机和光刻机,最先进的航空发动机目前的报价在千万美元量级,但是最先进的光刻机目前的报价已经过亿美金。

本文发布于:2023-05-08 19:41:50,感谢您对本站的认可!

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