IT已經(jīng)成為所有產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，智能革命也是IT的擴(kuò)展和延續(xù)，IT的基礎(chǔ)的基礎(chǔ)就是芯片，芯片可見是非常非常重要，今天給大家分享一下我知道芯片制造的過程。

一、大過程，是設(shè)計(jì)、制造、封測

1、設(shè)計(jì)階段：

1）設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)EDA軟件，就是芯片的CAD軟件，然后就是設(shè)計(jì)，EDA軟件是美國的三個公司

2）基礎(chǔ)IP，然后是IP也就是各種IO的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，基礎(chǔ)IP也都是屬于他們的。

3）設(shè)計(jì)，這塊中國進(jìn)步很快，基本在第一第二陣營

2、制造階段

1）材料，基本屬于德國、日本領(lǐng)先的，中國在比較落后位置，還做不到國產(chǎn)替代

2）裝備，光刻機(jī)荷蘭阿斯麥壟斷，日本尼康次之，中國差5-10年的差距；蝕刻機(jī)中國處第一陣營，其他熔爐之類的還是在日本；

3）制造工藝，臺積電世界第一，5納米量產(chǎn)；三星第二，格芯、臺聯(lián)華、中芯國際、Intel第三陣營。

3、封測階段

這塊中國屬第二陣營，第一陣營是中國臺灣

4、綜上

芯片要做到國產(chǎn)替代太難了，只能與非美技術(shù)全方位合作，德國、日本、韓國等哪些是不含有美國技術(shù)的充分合作挖掘，加大投入、開足馬力自研追趕，先解決能制造，再解決中端芯片制造，再解決高端芯片制造，14納米如果三年內(nèi)能實(shí)現(xiàn)就比較理想，與時間賽跑。

二、小過程，芯片制造的過程

1、晶圓制造

1）石英到冶金硅

初級熔煉提純，提純工業(yè)硅多晶硅（98%）

2）冶金硅到單晶硅

進(jìn)一步精煉提純，多晶硅提出，通過酸蒸餾，純度大幅度提升，單晶硅（9個9光伏，11個9芯片，12個9）

3）單晶硅到單晶棒

直拉法，便旋轉(zhuǎn)，邊冷卻，拉成單晶棒

4）外經(jīng)研磨（8寸、12寸）

單晶棒外周研磨，研磨成直直的、光滑的單晶硅棒；直徑通常是八英寸或者十二英寸，越大后面制作芯片越多

5）切片

切成薄片，以12英寸晶圓為例，0.8mm的厚度

6）拋光

對表面進(jìn)行拋光，表面粗糙度保持0.1-0.2納米，比鏡子光滑100倍

7）包裝

25片一個包裝，真空絕塵打包，完成晶圓制造，就有了芯片的載體

2、光刻蝕刻

光刻和蝕刻是芯片性能的關(guān)鍵工藝，越精細(xì)性能越好，臺積電是5納米，中芯國際是14納米，有5-7年的差距

1）表面氧化

通過烤爐進(jìn)行表面氧化，生成一層氧化膜

2）涂光刻膠

光刻膠能阻止化學(xué)腐蝕，卻怕光，見光就融化了，這也是光刻的原理；給晶圓涂上光刻膠

3）光刻顯影

利用光刻機(jī)，利用光刻膠的特性，光刻膠融化，把芯片電路設(shè)計(jì)投影在晶圓上。

4）蝕刻

濕刻法，用化學(xué)腐蝕浸泡，在晶圓表面的氧化膜被腐蝕，表面裸露出來；電路轉(zhuǎn)錄到硅基表面。

5）離子注入（改變表面極性）

通過離子束注入，改變硅基的表面極性，在表面形成億級的晶體管，晶圓就做成了。

6）熱處理（穩(wěn)定離子）

通過熱處理，讓注入的離子束穩(wěn)定下來

7）沉積鍍銅

通過離子束，將銅離子噴刷出來沉積在硅基表面

8）導(dǎo)線鏈接

打磨、光刻、蝕刻，讓銅導(dǎo)線鏈接晶體管；這個過程可能需要幾十次，構(gòu)建幾十層的導(dǎo)線電路。

指甲大的芯片上就集成了幾公里的的導(dǎo)線和幾億的晶體管，是高度集成的。

3、封裝

1）裸片切割，把裸片從晶圓上切割下來

2）把晶圓裝在底板上，用樹脂密封，加上去散熱片

4、測試

通過最終的測試，芯片成品就做好了。

5、總結(jié)一下，在整個過程看，單晶硅純度提煉還差一些，光刻機(jī)中國還差的有點(diǎn)遠(yuǎn)，工藝制造中國也差得遠(yuǎn)。中國要走的路還很遠(yuǎn)，有5-7年的差距