为什么说造芯片比造原子弹难多了 芯片生产过程是怎样的

说造芯片比原子弹其实更多的是说客观性的 , 芯片是一个完整的产业链 , 需要多方面合作 , 那么 , 芯片生产过程是怎样的?下面小编就带来介绍 。
为什么说造芯片比造原子弹难多了
虽然都是高科技下的产物 , 但芯片相对于原子弹来说 , 还需要国际合作及产业链 , 并不是独立工程 。
造一颗普通原子弹大概需要15公斤的浓缩铀 , 提取一公斤的武器级的浓缩铀大概需要200吨的油矿 , 也就是需要三千吨的油矿;
芯片完全不一样 , 它是一个产业链 , 涉及到很多行业 , 比如机械、电子、冶金、化工、材料等等;半导体芯片制造环节用到的一台设备光刻机 , 全球目前只有荷兰一家公司能做 , 但是需要两千多家厂商给它提供零部件;
芯片没有办法建立完全本地化的产业链 , 它是一个国际合作的产物 。
芯片生产过程是怎样的
将单晶硅切片打磨形成晶圆 , 在晶圆上 , 采用一定的工艺将电路中所需要的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线刻画在晶圆上 , 就形成了集成电路(integrated circuit , IC) , 通过对集成电路封装测试便形成了芯片 。
一、IC设计
半导体行业发展到现阶段 , 已经形成了IC设计和IC制造分离的模式 , 主要原因是建设IC制造厂需要花费高达数亿甚至数十亿美元的巨额投资 , 并且生产工艺日趋复杂 , 所以当前半导体行业便形成了IC设计和IC制造的专业化分工模式 。
从事IC设计的公司一般被称为“Fabless”(Fabrication(制造)和less(无、没有)的组合) , 其只负责设计与销售 , 不负责制造 , 手机厂商中的华为、苹果、小米以及高通和联发科 , 都属于Fabless 。
IC制造的过程就如同盖房子一样 , Fabless负责房子的设计部分 。
IC设计可分成几个步骤 , 依序为:规格制定→逻辑设计→电路布局→布局后模拟→光罩制作 。
规格制定
需求端与IC设计工程师对接 , 并开出需要的IC的规格 , 以确定IC的功能、IC封装及管脚定义等 , 而后IC设计工程师开始设计 。
逻辑设计
通过EDA软件的帮助 , 工程师完成逻辑设计图 。
电路布局
将逻辑设计图转化为电路图 。
布局后模拟
经由软件测试 , 试验电路是否符合要求 。
光罩制作
电路图完成测试后 , 将电路制作成一片片光罩 , 完成后的光罩送往IC制造公司 。
二、IC制造
IC的线路布局由Fabless设计好之后 , 就交由Foundry来对晶圆进行加工 , 将光罩上的电路加工到晶圆上 。
我们常说的台积电就是最为典型的Foundry , 他们专注芯片制造 , 发展相关的工艺和制程 , Foundry厂商其实就是Fabless厂商的代工方 , 俗称“代工厂” 。
加工晶圆时 , 可以简单分成几个步骤 , 依序为:金属溅镀→涂布光阻→蚀刻技术→光阻去除 。虽然在实际制造时 , 制造步骤会复杂的多 , 使用的材料也有所不同 , 但是大体上皆采用类似的原理 。
金属溅镀
将金属材料均匀洒在晶圆片上 , 形成薄膜 。
涂布光阻
先将光阻材料放在晶圆片上 , 透过光罩将光束打在不要的部分上 , 破坏光阻材料结构 , 再以化学药剂将被破坏的材料洗去 。

经验总结扩展阅读