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世界上最大的芯片是如何诞生的(一颗芯片原来是这样诞生的)

世界上最大的芯片是如何诞生的(一颗芯片原来是这样诞生的)我们了解到一片晶圆上竟然可以容纳三万颗芯片,可以容纳几十亿元器件……热乎乎的讲解视频如下:光刻机,世界芯片行业王冠上的明珠,世界上最昂贵的设备之一(最先进的AMSL产EUV光刻机售价高达1.2亿美金)。光刻机是半导体生产过程中最核心的设备,更准确的来说,没有它就没有芯片。过去光刻机很神秘,过去两年由于中美贸易摩擦,以及中芯国际预定的EUV光刻机交付受阻一事,光刻机开始进入大众视线。但对于光刻机到底长什么样?如何工作?很多人未必了解,几年前,芯片超人直播间走进苏通华特半导体,看到了价值上亿的光刻机、离子注入机,更有模拟集成电路专家、MIT博士李真(了解李真的更多信息,可查看推荐阅读,查看往期分享)为大家讲解机器原理和芯片制造过程。

来源 | 芯片超人(ID:icmaimai)

作者 | 小芯

世界上最大的芯片是如何诞生的(一颗芯片原来是这样诞生的)(1)

“光刻机大佬一声吼,半导体大佬抖三抖”

这句话一点也不夸张,光刻机的领先性直接决定了半导体厂商在先进制程方面的领先性。以三星为例,新冠疫情影响了ASML EUV 光刻机的交货速度,三星5nm进程被延后,而媒体此前已报道台积电将于今年5月进行5nm量产,光刻机延迟进一步拉开其与台积电的差距。

世界上最大的芯片是如何诞生的(一颗芯片原来是这样诞生的)(2)

光刻机,世界芯片行业王冠上的明珠,世界上最昂贵的设备之一(最先进的AMSL产EUV光刻机售价高达1.2亿美金)。

光刻机是半导体生产过程中最核心的设备,更准确的来说,没有它就没有芯片。过去光刻机很神秘,过去两年由于中美贸易摩擦,以及中芯国际预定的EUV光刻机交付受阻一事,光刻机开始进入大众视线。

但对于光刻机到底长什么样?如何工作?很多人未必了解,几年前,芯片超人直播间走进苏通华特半导体,看到了价值上亿的光刻机、离子注入机,更有模拟集成电路专家、MIT博士李真(了解李真的更多信息,可查看推荐阅读,查看往期分享)为大家讲解机器原理和芯片制造过程。

我们了解到一片晶圆上竟然可以容纳三万颗芯片,可以容纳几十亿元器件……热乎乎的讲解视频如下:

文字解说版如下:

我们可以将芯片制造比拟成造房子,藉由一层又一层的堆叠,完成自己期望的造型(也就是各式芯片)。

盖房第一步,设计图是关键,它决定了芯片的功能以及设计目的的实现。

打好地基是关键,而芯片的地基就是晶圆

世界上最大的芯片是如何诞生的(一颗芯片原来是这样诞生的)(3)

又圆又大,神似圆镜,它就是晶圆

在制造晶圆的过程中,要将硅提纯并熔化,再从中拉出呈柱状的单晶硅晶棒,切割后便形成晶圆。

世界上最大的芯片是如何诞生的(一颗芯片原来是这样诞生的)(4)

此后晶圆被送去无尘车间进行生产,光刻机隆重出场,主要利用光刻技术将设计好的电路结构转印到晶圆上。

盖房第二步:造骨架,决定了芯片的型。

将感光遮罩涂在晶圆上,紫外线将电路结构印在感光罩上,被曝光的部分是水溶性的,会被冲洗掉,未被曝光的部分被蚀刻,产生数十亿个微型开关——晶体管。

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光刻结束后,晶圆进入下一步——加入离子,晶体管的特性将被建立。

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高能离子注入机组件

此时要用到上图的离子注入机,硅是一种半导体,其导电性可以借由精准控制注入的离子而改变。

盖房第三步:填充。

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铜是最后一道工序的原料,将铜导入沟槽之中,精细的铜线将很多晶体管连接起来,形成集成电路。

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最后,晶圆将被分割成一颗颗独立的晶粒, 即我们日常所说的裸片,封装之后,即可以形成我们常见的芯片。

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