你知道沙子是怎么變成芯片的嗎,?
沙子在變成芯片之前,需要先經(jīng)歷1000多攝氏度的高溫千錘百煉,。
接著,,高溫對(duì)沙子進(jìn)行提純,,獲得單晶硅錠且純度不低于99.9999%,。然后,再對(duì)提純后的單晶硅錠進(jìn)行研磨,、拋光,、清洗,切割成不足一毫米的晶圓。
半導(dǎo)體使用的單晶硅片在9N(99.9999999%)-11N(99.999999999%)左右,,即純度要求最低是光伏單晶硅片的1000倍,。
為了適應(yīng)各式各樣的芯片要求,硅片結(jié)構(gòu)上還出現(xiàn)了多種形態(tài),。大致為以下三種——
接著,,硅晶棒在經(jīng)過研磨,拋光,,切片后,,形成硅晶圓片,也就是晶圓,;而晶圓再通過光刻的技術(shù),,雕刻出多達(dá)幾十億個(gè)晶體管和線路。單晶硅除了用在芯片外,,還能用于太陽能電池,。目前,我國(guó)已成為全球最大的單晶硅生產(chǎn)國(guó),,我國(guó)單晶硅片產(chǎn)能占全球比例為97.6%,。
而晶圓在進(jìn)行光刻之前,需要先涂抹光刻膠,;讓紫外線透過印有線路的掩膜,,照射硅晶圓刻出電路圖,并通過藥液和超聲波振動(dòng),,將放置刻蝕槽中的晶圓凱刻出細(xì)至5-6納米的溝,,這過程需要不斷重復(fù)多達(dá)幾十遍。緊接著,,再進(jìn)行清除,,溶解,蝕刻完成,,露出一個(gè)個(gè)光刻后的凹槽,;后續(xù)再經(jīng)歷摻雜,晶圓切片,,封裝,,包裝,成品測(cè)試,。
最終,,一顆經(jīng)歷千錘百煉的芯片就這樣出爐了。
芯片制造過程——光刻機(jī)的作用
在芯片制造各個(gè)環(huán)節(jié)中,,光刻是芯片制作最為艱難的一步,。其難點(diǎn)在于光刻機(jī)的性能,,它決定了芯片制作的成率以及性能。
可以說,,光刻機(jī)是制造芯片的核心裝備,,這種可以一個(gè)接一個(gè)把所有圖案都投射到晶圓上,誤差還保持在幾十分之一微米的范圍內(nèi)的神奇設(shè)備,,早在20世紀(jì)70年代就已經(jīng)存在,。而針對(duì)光刻機(jī)的研究,則在60年代就已開始,。
光刻機(jī)的迭代,,從接觸式掩模光刻機(jī) 、步進(jìn)式掃描光刻機(jī),,到電子束曝光,,電子束直寫機(jī)——EUV光刻機(jī)的出現(xiàn)。在光刻機(jī)這個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)上,,自始至終只有三個(gè)玩家能持續(xù)走下去,,那就是荷蘭的ASML、日本的尼康和佳能,。
目前,,我國(guó)正面臨美國(guó)全面封鎖禁止芯片自主的局面。中國(guó)雖然已研制出屬于自己的SMEE光刻機(jī)——上海微電子,,但目前只能實(shí)現(xiàn)90nm工藝制程,,與ASML的7nm的制程差距不小。
值得肯定的是,,我國(guó)已經(jīng)走在了從無到有的道路上,!屏幕前的你認(rèn)為我國(guó)能突破封鎖,實(shí)現(xiàn)光刻機(jī)自由嗎,?相信能的,,可以在上面的視頻發(fā)彈幕或者評(píng)論,分享你的觀點(diǎn),。