晶圆是怎么变成它的 跟小编来了解一下吧

时间:2022-03-12来源:佚名

大家都知道,小米的创始人雷军曾经说过将来芯片的价格会变成沙子价,主要原因就取决于实际上芯片就是由沙子制作出来的,当然沙子变成芯片这个过程还是很复杂的和有科技含量的。

那么问题就来了,沙子到底是怎样变成芯片的?再充分考虑现阶段中国在芯片领域相对落后的情况,因此从沙子变为芯片的过程中,中国的技术关键卡在什么步骤上边?

晶圆是怎么变成它的 跟小编来了解一下吧

最先说说沙子是怎样变为芯片的,这一过程一共有4步:

1、沙子的提纯和处理

生产制造芯片的原材料主要是硅,而沙子是硅的关键原材料,因此第一步便是把沙子中的硅提纯,要提纯到99 .9999999 %,只有达到9个9的纯度才可以满足芯片制造。

而提纯后的硅是一坨一坨 的,我们称之为硅锭,此刻要把它变为硅棒,变为一根一根的硅棒,再切成一片一片的,最后形成硅晶圆片,然后再打磨抛光,那么沙子的提纯和处理就完成了,从此再也看不出来是沙子了。

2、光刻和刻蚀

这一步关键用在光刻机和刻蚀机,首先把硅晶圆片放进烧炉,在硅晶圆片表层产生一层均匀的氧化膜,随后再涂上光刻胶。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,因此形成了电路图。

再用刻蚀机把这个投射出来的电路图腐蚀掉 ,接着露出硅基底,从而形成了电路的模样。此刻硅晶圆上是凹凸不平的。

3、等离子注入、镀铜

接下来的步骤便是把等离子注入了,把凹凸不平的电路图灌满等离子,随后再通过热处理,将这种等离子稳定后,这样就形成了构成芯片的几十上百亿的晶体管了。

而晶体管是相连接的,此刻要开展镀铜了,在硅晶圆上面均匀镀上一层铜,随后再通过打磨、光刻、刻蚀等流程,把铜切成一条一条的细线,连接好所有的晶体管后,就真正形成电路图。

4、封裝、测试

由于芯片有很多层电路,2跟3的步骤仅仅只是一层电路而已,因此整个2跟3的流程 会重复很多遍,是多少层就会重复多少遍,最终变成加工好的硅晶圆片。

生产加工好以后便是切成一块一块的晶圆,再开展检测、封裝,就变成了一块可安裝 到机器设备中的芯片了。

以上就是芯片的简单的制作过程,当然实际的过程肯定会复杂特别多,但基本原理大部分就是这样了。而我国的芯片水平落后,主要体现在1、2、3这三个阶段,第4个阶段差距不大,甚至还有一点小领先。

第一个阶段主要卡在提纯上边,要想把沙子提纯到9个9,我国的技术水平还达不到这个要求,硅晶圆片生产能力十分有限,大部分硅晶圆片还是从日本进口的。

第2个阶段卡在光刻机上边,主要卡在技术上边,一是我国的光刻机水平相对还是比较落后,只能用在90 nm 的芯片生产制造,ASML的可用在5nm,二是技术上边,我国还拿下高工艺的芯片。而第3个阶段主要是光刻这个过程,我国的机器设备还达不到要求,暂时只能依靠国外的硅晶圆片设备。

相关阅读

兰州交大李欣教授团队:高铁长大坡道混合储能系统容量优化配置

高铁列车以下坡方向经过长大坡道路段时会产生丰富再生制动能量,若将此能量合理回收利用将有利于低碳交通与节能减排。兰州交通大学李欣教授团队根据高铁长大坡道再生制动能量...
2024-03-27
兰州交大李欣教授团队:高铁长大坡道混合储能系统容量优化配置

江苏如东海上换流站交直流系统的关键试验方法

随着我国柔性直流技术不断发展,海上风电装机容量不断增大,海上柔性直流输送电压已达到±400kV,海上换流站首次应用成功。中广核新能源南通有限公司、华润广东新能源有限公司的...
2024-03-27
江苏如东海上换流站交直流系统的关键试验方法

推动轨道交通与新能源融合发展的关键技术

轨道交通与新能源融合一体化发展尚处于萌芽阶段,亟需新一代信息通信技术、电力变换与控制技术、新能源牵引网群控制技术、先进储能技术、广域保护与自愈技术、能量自洽调度技...
2024-03-27
推动轨道交通与新能源融合发展的关键技术

沈阳工大学者提出一种高速永磁屏蔽电机的摩擦损耗分析与计算方法

基于3D流体场模型和有限元体积法,沈阳工业大学电气工程学院、贵州航天林泉电机有限公司的张文校、胡岩、曹力、卓亮、刘爱民,在《电工技术学报》上撰文,针对高速永磁屏蔽电...
2024-03-27
沈阳工大学者提出一种高速永磁屏蔽电机的摩擦损耗分析与计算方法

一种考虑碳排权供求关系的多区域综合能源系统联合优化运行方法

随着全国碳排放权交易市场的开放,研究碳交易对于多区域综合能源系统的低碳经济运行具有重要意义。作为实施节能减排的重要载体,区域综合能源系统(RIES)结合碳交易能够良好地...
2024-03-27
一种考虑碳排权供求关系的多区域综合能源系统联合优化运行方法

中国电工技术学会团体标准解读:低压配电网馈线监测装置技术规范

中国电工技术学会团体标准T/CES 217-2023《低压配电网馈线监测装置技术规范》由中国电工技术学会提出,山东华科信息技术有限公司等单位起草编制完成。该标准规定了低压配电网馈线...
2024-03-27

湖大陈赦副教授:基于麦克斯韦位移电流的电场振动复合取能技术

近期,第九届电气学科青年学者学科前沿研讨会在徐州举办,湖南大学电气与信息工程学院陈赦 副教授应邀就《基于麦克斯韦位移电流的电场—振动复合取能技术》发表报告,现将陈赦...
2024-03-27
湖大陈赦副教授:基于麦克斯韦位移电流的电场振动复合取能技术

城轨35kV环网电缆接地方式如何选择,才能减少短路和触电事件?

昆明地铁运营有限公司的朱丽娇、程晋然、尹兴坚,在《电气技术》上撰文,基于感应电压触电事件分析,根据35kV单芯电缆护层接地方式的选择原则及护层感应电压的计算,给出地铁供...
2024-03-27
城轨35kV环网电缆接地方式如何选择,才能减少短路和触电事件?

网站栏目