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一颗芯片是若何被制造出来的_光刻_芯片

南宫静远 2025-01-14 12:25:01 0

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制造一颗芯片粗略的可以分为三个大步骤:芯片设计、芯片制造、封装测试,这里面有包含着几百道工序,每一步工序都须要专业的设备和极高严格的技能,本日就大概讲一下全体制造流程,往后再详细先容每一步工序。

芯片设计

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这是家当链的起始阶段,涉及到架构设计、电路设计和物理设计。
此环节的上游包括EDA供应商和半导体IP供应商,它们分别供应芯片设计所需的自动化软件工具和系统级芯片所需的功能模块,普通的讲,EDA便是设计芯片的一系列软件,工程师在EDA软件上设计、仿照芯片的功能。
芯片的设计是全体制造过程的第一步,芯片设计工程师必须考虑诸多成分,包括功能需求、电路拓扑构造、旗子暗记传输速率等,以确保设计的准确性和可靠性。
环球著名的芯片设计公司包括:高通、博通、英伟达、海思科技等。

芯片设计环节很繁芜,但是还不是制造芯片最繁芜的步骤

芯片制造

芯片设计好了之后,就要进入芯片制造环节,第一步要制作晶圆,晶圆是高纯度多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种,然后拉丝形成单晶硅棒,再经由研磨、抛光、切片后形成硅晶圆片。

接着是氧化,把得到晶圆每25张放在一起导入氧扮装备进行氧化,在表面形成二氧化硅。
接着在氧化后的硅圆表面涂上一层均匀的光刻胶,光刻胶涂抹后还须要进行蒸发以消灭光刻胶中的一部分溶剂。

之后将进入芯片制造最难的工艺也便是光刻,光刻须要利用光刻机,进行光刻时,光刻机利用极紫外光将光掩膜上的电路刻在晶圆的光刻胶上,然后进行显影,将极紫外光照射后的光刻胶洗濯掉,洗濯完后进行硬烘焙,将剩下的光刻胶硬化。

硬化之后就可以蚀刻了,蚀刻机利用四氟化碳和氧气形成高档离子体,高档离体会与晶圆上没有光刻胶的纹路进行反应,形成电路图,然后离子注入机对晶圆表面进行离子注入以增强导电性。
注入离子后晶圆上的光刻胶就没有用了,这时候就须要用光刻胶剥离器对晶圆上的光刻胶进行洗濯,将剩下的光刻胶洗濯掉。

接下来进行金属化用于互联电路,利用气相沉积设备将金属铜沉积到晶圆表面的电路图上 ,从而在晶圆表面形成一层金属铜膜,但是注入金属铜膜的晶圆并不平整,以是还须要对其进行抛光,经由研磨后晶圆表面变得平滑并且内部的金属线也线漏出来,这样芯片的一层就完成了。

看到这里你是不是已经混乱了,但是见告你这只是个中一层,现在CPU芯片一样平常有80层,以是还要重复以上940次步骤,从而制造出具有多层电路图的晶圆。

封装测试

然后便是进行测试,测试职员须要测试芯片上的每一层电路并找出问题,从而为芯片分类。
测试完的芯片会用激光进行切割,切割完成后再进行封装。

封装便是把芯片安装在一个电路板上,然后在上面加一层保护的壳,末了在进行终极测试,测试没问题后一个完全的芯片就完成啦。

实在大家看到这里就会觉得到,芯片设计、芯片制造、封装测试三个基本环节中芯片制造是最难的,芯片制造不单单是程序繁芜,而且险些每道程序都须要专门的设备,这些设备中又以光刻机最为主要,目前中国所谓的卡脖子就卡在芯片制造上面。
而芯片制造设备中最难占领的便是光刻机,阿斯麦公司的光刻机已经进入2nm时期,这是须要我们很永劫光去追逐的东西。

阿斯麦的光刻机是由几十个国家的上千件零件组成,个中最主要的是蔡司公司的镜头和极紫外光技能,这是中国目前最难占领的技能。

好了,本日就粗略的给大家讲了一下芯片从设计到制造出来的全过程,往后我会给大家讲清楚每一个环节,从而让大家理解到芯片行业的主要性。

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