一粒沙子是怎样变成中国芯的这篇文章告

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早上好,我是随风。一粒沙子就可以用来造芯片?这听起来似乎是假的,但不如和随风一起往下看!

从去年开始,“芯片”这个词语就走进了我们的视野,我们也是借着对手的操作才知道,原来芯片就在我们身边!

我们的手机、电脑、冰箱、电子手表、卫星等等都需要用到芯片,可你知道芯片是怎么做出来的吗?你知道芯片是怎样来到我们身边的吗?

沙子这个东西似乎随处可见,除去我们知道可以用来造玻璃以外,却很少有人知道它也是造芯片的材料之一。

沙子变成芯片的第一步

而早在年前,古埃及人就开始用沙子来烧制各种玻璃制品,虽然技术还不够成熟,但成品却依旧深得人们的喜爱,不过这和我们今天所要讲的,没有半毛钱关系!

沙子从采集到运输,再到进入芯片工厂,所享受的完全是“超豪华”的服务,堪称是“洗剪吹一条龙”,需要经过许多过程才可以变成芯片。

这些沙子首先要进入熔炉里进行烧制,在高温和碳共同作用之下,沙子会被还原成纯度接近98%冶金硅锭。

之后还需要做进一步的精炼,只有经过反复酸化和蒸馏这些沙子才会变成高纯度的硅锭,至于纯度,则是99.%!

接下来这些高纯度的硅锭需要经过拉直工艺,做成一根又粗又长又硬的棒子!别想多了,就是单纯的单晶硅棒!

硅的单晶体,禁带宽度1.11eV。具有基本完整的点阵结构的晶体。不同的方向具有不同的性质,是一种良好的半导材料。纯度要求达到99.%,甚至达到99.%以上。用于制造半导体器件、太阳能电池、芯片等。用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。是人类已得到最纯的物质。——百科

而成为了这样一根棒子还不行,因为一根棒子和芯片的造型还相差甚远!

需要进行切头去尾处理,因为这些部分的性能不好,之后需要给这根棒子进行“剥皮”处理,直到符合指定的尺寸。

这个尺寸一般都是mm或者mm,直径越大单个芯片的生产成本就越低,但是所需要的工艺要求也非常高!

等直径符合要求之后还需要进行切片处理,厚度基本都在0.8mm以下。切片之后还需要进行“抛光”处理,需要打磨到比镜子还要亮倍!这样处理好的沙子才可以被称为“圆晶”!

圆晶(Wafer)是指硅半导体集成电路制作所用的硅芯片,由于其形状为圆形,故称为圆晶。圆晶是生产集成电路所用的载体,一般意义晶圆多指单晶硅圆片。单晶硅圆片由普通硅砂拉制提炼,经过溶解、提纯、蒸馏一系列措施制成单晶硅棒,单晶硅棒经过抛光、切片之后,就成为了圆晶。——百科

这个时候起,这些圆晶就需要格外的小心,避免它们遇到灰尘!不论是运输还是储存,都需要格外注意。

包括接下来要对这些圆晶进行加工的工作人员,它们也需要经过层层过滤穿着无尘工作服才可以进入车间中。

造“心”第一站

圆晶需要经过精准控制的“烤炉”之中,让圆晶的表面形成氧化膜。而之后就会进入匀胶机中,涂布光刻胶为接下来做准备。

接下来就是要用紫外线和掩模的配合,在这些圆晶的身上进行雕刻,光刻胶接触紫外线就会产生一种“变质”的反应,以此来形成电路的形状。

然后就需要将他们浸泡在刻蚀试剂中,这样圆晶身上的氧化膜就会被腐蚀掉,这样就会将圆晶上的电路彻底露出来。

之后就需要通过离子束将掺杂离子注入在外硅基层上,用来改变圆晶的表面极性,这样才会变成一枚“成熟”的圆晶!

而这些圆晶会被再次送进“烤箱”中,用高温来稳定上面的离子,进而在表面形成无数的细小晶体管。

这些有了晶体管的圆晶需要再经过真空设备中,用惰性气体离子束打进靶材上,被离子束冲洗出来的铜原子完美的覆盖在圆晶身上。

之后就需要再经历磨削、光刻、刻蚀这些过程,把镀好的铜分割成导线,用来晶体管之间的连接。

最后就是芯片的封装了,需要将做好的圆晶切成一个个集成电路裸片,只有等经过严格测试之后就会与要安装的部件进行合体,比如底版、散热器之类的。

之后还需要进行最终的检测,才可以进行装箱发货!

原来,芯片就在我们身边!

除去咱们平时熟知的CUP,还有其他的种类,比如GPU、NPU、MCU等。电脑、手机、音响、闹钟、卫星......!

只有经过这些非常复杂的工艺,一粒沙子才可以变成芯片,才可以用来造我们的“中国芯”!

这也是让随风想起一句话:手中没有剑和有剑不用,不是一回事!




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