芯片可以被称为当代信息家当的粮食，如果没有芯片，所有的信息产品都要停摆。比来美国对华为的制裁，传说中的对中芯国际的制裁，都是想从根本上阻挡中国信息家当的发达发展之势。
芯片是如此的主要，大家也对芯片行业的发展动态十分的关注。故而很多人也想更清楚地理解，芯片到底是如何制造出来的。本文通过一系列动图向你展示全体芯片的制造流程。芯片的出身过程，可以分为设计、制造、封测三大步。
设计
芯片的出身总是从设计开始的。下面你所看到的，便是芯片的设计图。
芯片设计图
在芯片设计图中，你可以看到很多这样的符号：
晶体三极管
这些都是晶体管的符号。晶体管有三个管脚，高下两个管脚C和E之间可以流过电流，而中间那个B管脚则是一个开关，决定了C和E之间能否有电流利过。看起来就彷佛下图一样，
晶体监工作示意图
当然，点按开关的小手指头，只不过是一个可爱的仿照；真实的实现，是通过B管脚的电流来掌握，直不雅观来说如下图所示，
晶体管的事情事理
我们都知道，在数字化系统中，信息都有0、1来代表，因此晶体管这种开与关的状态天然与0、1状态符合合，自然而然就成了数字电路中最基本的组成部分。换句话说，用一定数量的晶体管，就能实现我们想要的功能；想要得到更多更好的功能，就要增加晶体管数量。如果我们把芯片比做一栋大厦，那么晶体管便是培植这栋大厦的每一块砖。
一开始，晶体管长成这样：
晶体管
是不是觉得有点占地方？于是，人们就想办法把晶体管做小，就涌现了集成电路，也便是芯片。在芯片里，集成了大量的晶体管。对同样面积的芯片来说，每一个晶体管的尺寸越小，能容纳的晶体管数量就越多，芯片功能就越强大。大略来说，晶体管两个管脚之间的间隔被定义为线宽，线宽越窄，则晶体管就越小，那么芯片能容纳的晶体管就越多。我们常说某种芯片采取了5纳米或者7纳米的工艺，这里面的5纳米或7纳米指的便是晶体管的线宽。以华为最新的麒麟1020芯片为例，采取的是台积电5nm工艺，晶体管数量达到了惊人的150亿。
麒麟1020是当前世界上最前辈的手机处理器
制造
芯片设计好了，该怎么制造呢？芯片是在一块圆型的高纯度硅片上进行制造的，人们管它叫做晶圆（Wafer）。硅的纯度非常高，用于做芯片的硅能达到11个9的纯度，便是99.999999999%。
晶圆由高纯度的硅制成
晶圆有不同的直径。随着技能的进步，晶圆的直径总是在增加。大晶圆能生产更多的芯片，更少的摧残浪费蹂躏，因此能带来更好的制造效率，降落本钱。近年来，晶圆的直径从4英寸（100mm）、6英寸（150mm），已经增加到8英寸（200mm）、12（300mm）英寸。未来还会增加到15英寸乃至20英寸。
不同的晶圆尺寸
制造芯片的过程，实质上来说便是在硅材料上实现一个个晶体管的过程。芯片里面的晶体管可以抽象成下图中的模式：
芯片里的晶体管
在硅晶体的上面，须要有一个二氧化硅绝缘层，再上面还有一个导电硅化合物层（图中赤色部分），起到开关的浸染。晶体管的电流流动模式如下图所示：
晶体管内的电流流动
全体芯片的制造过程分为很多眇小的步骤。首先晶圆要放进加热炉（Furnace）里，炉子的温度有1000℃，目的是将晶圆表面氧化，形成二氧化硅绝缘层。
晶圆被放进加热炉中氧化
然后，在晶圆表面涂上光刻胶，这是为了进行晶圆曝光做准备。
涂光刻胶
至此，所有的准备事情都做完了，下一步便是上光刻机了。在曝光之前，你须要有光掩膜（Mask）。这是一块绘有电路图的玻璃，光刻机就要把上面的电路图投影到晶圆上面去。光掩膜是非常贵的，几十万美元很常见，贵的乃至超过一百万美元。
光掩膜
晶圆曝光的事理很大略，便是光通过掩膜和镜头，投射到晶圆上面去。
晶圆曝光的事理
现在进行晶圆曝光的光源常日是深紫外光（DUV）或者极紫外光（EUV）。光刻机曝光的过程可以看下图：
光刻机进行晶圆曝光
事理虽然大略，但实行曝光操作的光刻机则是超级繁芜的机器，号称人类有史以来做过的最繁芜的机器。在所有芯片生产步骤里，中国企业与天下前辈水平差距最大的便是光刻机；其他领域虽然也有差距但办理起来都比光刻机随意马虎。换句话说，只要中国的光刻机水平能与天下前辈水平看齐，则中国整体芯片生产能力也将达到天下前辈水平。光刻机包括了光源，透镜和双工件台三大部分，双工件台相称于放晶圆的架子。光刻机的内部构造见下图，
光刻机的内部构造
曝光之后，就要把晶圆上不须要的部分去掉，须要的部分保留。下一道工序就叫做蚀刻，常用的方法是等离子蚀刻，晶圆在蚀刻机受到等离子体的轰击，不须要的部分就被去除了。
蚀刻机在事情
再下一步便是离子注入，也叫做掺杂--硅片内须要掺入一些元素以改变硅的导电性能。在离子注入机里，这些元素的带电离子被加速后撞击晶圆，进入硅片内部。
离子注入设备
这个步骤完成之后，一个曝光流程就基本结束了。常日每次曝光制作的只是芯片的一部分，完全的芯片须要多次曝光完成。于是又要重复之前说过的氧化、镀膜、光刻、蚀刻、掺杂等步骤，繁芜的芯片要反复操作好几十次，才能终极完成。
封测
对芯片代工厂来说，处理完成的晶圆是这样的。
代工厂加工好的晶圆
再下一步的事情便是送去封测厂，先对晶圆进行切割，就得到了一个个的裸片，die。
切割晶圆
裸片放到得当的包装里 ，再经由检测，就成为芯片了。
芯片常见的封装形式
如果以上阐明你看的不过瘾，可以在我们头条主页看一个由佰思科学制作的2分半钟的芯片制作视频！
