晶圓怎么制作成芯片?晶圓與芯片的關系-蘇州市建道電子有限公司

近期，由于美國與中國的貿易戰，特別是中國的高新技術企業，華為就是其中之一。關于“芯片”的的話題甚囂塵上。國之重器受制于人，我們的確要痛定思痛，不允許此類事件再次發生。而制作芯片的主要材料晶圓就非常重要了。

1.什么是芯片?

芯片是由N多個半導體器件組成，半導體一般有二極管、三極管、場效應管、小功率電阻、電感和電容等等。硅和鍺是常用的半導體材料，他們的特性及材質是容易大量并且成本低廉使用于上述技術的材料。一個硅片中就是大量的半導體器件組成，當然功能就是按需要將半導體組成電路而存在于硅片內，封裝后就是IC了。

2.晶圓又是什么?

圓是指硅半導體積體電路制作所用的硅晶片，由于其形狀為圓形，故稱為晶圓;在硅晶片上可加工制作成各種電路元件結構，而成為有特定電性功能之IC產品。晶圓的原始材料是硅，而地殼表面有用之不竭的二氧化硅。二氧化硅礦石經由電弧爐提煉，鹽酸氯化，并經蒸餾后，制成了高純度的多晶硅，其純度高達0.99999999999.晶圓制造廠再將此多晶硅融解，再于融液內摻入一小粒的硅晶體晶種，然后將其慢慢拉出，以形成圓柱狀的單晶硅晶棒，由于硅晶棒是由一顆小晶粒在熔融態的硅原料中逐漸生成，此過程稱為“長晶”。硅晶棒再經過研磨，拋光，切片后，即成為積體電路工廠的基本原料——硅晶圓片，這就是“晶圓”。

3.晶圓生產廠家有哪些?

全球硅片生產商包括日本信越、日本勝高、臺灣環球晶圓、德國世創、韓國LG等。有個好消息就是，國內硅片項目也有很多，包括上海新昇、重慶超硅、寧夏銀和、鄭州合晶等。生產晶圓工藝并不復雜，并不存在什么技術壁壘。

4.什么叫晶圓代工呢?

晶圓上面啥東西都沒有，所以就要將一大片晶圓切成許多芯片。晶圓代工就是向專業的集成電路設計公司或者電子廠商提供制造服務。全球知名的晶圓代工有臺積電、格羅方德、聯電、三星、中芯、高塔半導體等。在今日世界第二大晶圓代工廠成都基地將在12月試生產。華為海思就是由臺積電代工。臺積電(臺灣)包攬世界近六成晶圓代工業務，美國生產芯片也要找他。

5.晶圓與芯片之間的關系是什么

芯片，又稱微電路，就是半導體元件產品的統稱，指內含集成電路的硅片，體積小，常常是計算機或其他電子設備的一部分。晶圓是指硅半導體集成電路制作所用的硅晶片，因為外形為圓形，所以稱為晶圓。硅片經過加工，形成了晶圓，然后經過包裝，形成了芯片。

6.晶圓制作成芯片的工藝步驟

無論多尖端的芯片制造，包括蘋果A12和華為麒麟980.其制造方法都可概括為四種基本工藝，即 " 圖形化工藝 "，" 薄膜工藝 "，" 摻雜工藝 " 及 " 熱處理工藝 "。

a.芯片制作流程之圖形化工藝

圖形化工藝，就是在晶圓內和表面層建立圖形的一系列加工工藝，結合上文關于器件設計的說法，圖形化工藝本質上就是為 " 地基 " ( 晶圓 ) 上 " 挖坑 " ( 刻蝕 ) ，為各類 " 建筑 " ( 器件 ) 劃定 " 占地 "(尺寸和位置)的工藝。這一工藝由于決定了器件的關鍵——尺寸 ( 也就是我們常說的 xx 納米芯片 ) 而成為了芯片制造最關鍵的工藝。圖形化工藝的關鍵詞是 " 按圖雕刻 "。我們常聽到的掩膜、光刻等均屬這一基本工藝范疇。

b.芯片制作流程之薄膜工藝

懂英文的朋友可以從這個公義的英文名看得更形象，這個工藝的核心內容就是增層。這個工藝不難理解，芯片制造本身就是 " 建筑 "，那么在劃定了一片土地的情況下，蓋樓肯定要比蓋平房更劃算，" 建筑 " 的功能也更強。就如一棟樓房可以利用不同的樓層實現不同功能分區及擴展使用空間一樣，薄膜工藝可以為芯片這一 " 建筑 " 增加分層并為各層提供用于導電、隔離、進一步圖形化等用途的薄膜。薄膜工藝的關鍵詞是 " 按需增層 "。我們?？吹降恼翦?、濺射、CVD/PCD、電鍍等工藝均屬此類。

c.芯片制作流程之摻雜工藝

一幢建筑，在我們劃定土地，建設房屋的過程中，還需要各類配套的管道、并安裝水電控制設備及各類功能設備才能實現相應功能。而在集成電路中，我們依靠的則是各類器件，這些器件并不能僅靠 " 鋼筋水泥 " ( 晶圓及薄膜 ) 來實現，而需要向其中內置一些 " 控制單元 "。這就是摻雜工藝，通過在晶圓表層內建立富含電子(N 型載流子)或空穴(P 型載流子)的區域以形成 PN 結——說人話就是通過往 " 建筑 " ( 芯片 ) 中增加控制設備 ( 摻雜材料 ) 來實現建筑完整功能的工藝，關鍵詞是 " 控制 "。離子注入、熱擴散、固態擴散等工藝屬于此類。