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沙子是如何变成芯片的?国内的技术卡在哪些流程上面?

来源:发布时间:2020-07-13 15:17:30点击率:

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      众所周知,雷军曾表示过未来芯片会变成沙子价,原因就在于其实芯片由是沙子制作出来的,当然这个过程很是复杂和有技术含量。

      那么问题题就来了,沙子究竟是如何变成芯片的?再考虑到目前国内在芯片领域比较落后,所以从沙子变成芯片的过程中,国内的技术主要卡在哪些流程上面?


首先说说砂子是如何变成芯片的,这个过程具体有4步:

1、沙子的提纯和处理

       制造芯片其实主要是硅,而沙子是硅的主要原料,所以第一步就是把沙子中的硅提纯,要提纯到99.9999999%,9个9的纯度才能满足芯片制造。

       而提纯后的硅是一坨一坨的,称为硅锭,这时候要把它变成硅棒,变成一根一根的原棒,再切割成一片一片的,形成硅晶圆片,再打磨光滑,那么沙子的提纯和处理就搞完了,再也看不出是沙子了。

2、光刻和刻蚀

      这一部主要用于光刻机和刻蚀机,先把硅晶圆片放到烧炉,在表面形成一层均匀的氧化膜,然后再涂上光刻胶。用光刻机通过光罩把芯片设计电路图投射到涂了光刻胶的硅晶圆上,形成了电路图。

     再用刻蚀机把这个投射出的电路图腐蚀掉了,露出硅基底,形成了电路的样子。这时候硅晶圆上是坑坑洼洼的。

3、等离子注入、镀铜

      接下来就是等离子注入了,把坑坑洼洼的电路图注满等离子,然后通过热处理,将这些离子稳定下来,这样就形成了构成芯片的所谓的几十上百亿的晶体管了。

      而晶体管是相互连接的,这时候要进行镀铜了,在硅晶圆片上均匀镀上一层铜,然后再通过打磨、光刻、刻蚀等等步骤,把铜切割成一条一条的细线,连接好所有的晶体管,真正形成电路图。

4、封装、测试

       因为芯片有很多层电路,2-3步骤只是一层电路,所以整个2-3的步骤会重复很多遍,多少层就重复多少遍,最后成为加工好的硅晶圆片。

       加工好之后就是切割成一块一块的,再进行测试、封装,就成为了一块可安装到设备中的芯片了。

       以上就是芯片的最简单的制作过程,当然具体的过程会复杂麻烦的很多,但原理基本上就是如此了。而国内芯片水平落后,主要体现在1、2、3这三个环节,第4个环节是较为领先的。

       第1个环节卡在提纯上面,要提纯到9个9,国内水平不太够,产能非常有限,主要靠从日本进口9个9的硅。

       第2个环节卡在光刻机上面,卡在技术上面,一是国内的光刻机水平不太够,只能用于90nm的芯片制造,ASML的可用于5nm,二是技术上面,国内还搞定不了高工艺的芯片。而第3个环节也主要是光刻这个过程,国内设备不行,需要用到国外的设备。