芯片是什么，芯片內(nèi)部制造工藝的介紹

芯片是很多智能設(shè)備的重要器件，缺少芯片的情況下，這些智能設(shè)備將“癱瘓”。所以，我們應(yīng)當(dāng)大力發(fā)展芯片。為增進(jìn)大家對芯片的認(rèn)識，本文將對芯片的內(nèi)部制造工藝予以介紹。如果你對芯片也感興趣，不妨和小編一起繼續(xù)往下閱讀哦。

一、芯片

芯片是電子產(chǎn)品里面的一種微型電子器件或部件，芯片目前已經(jīng)成為我們生活中不可或缺的物件。芯片主要用在電子產(chǎn)品中，分為5G、Wi-Fi、藍(lán)牙這種通信芯片等很多類型。

芯片可以把大規(guī)模的千萬或億級數(shù)量的電路板集成晶硅片，芯片還有一個(gè)本質(zhì)就是集成電路。人類對芯片的需求如同人離不開空氣，可以發(fā)揮出高性能和作用。

無論是手機(jī)、汽車、電腦等產(chǎn)品都需要芯片，它的體積小占用空間少讓電子產(chǎn)品可以更輕薄，都需要強(qiáng)大的計(jì)算作為支撐，芯片是人類走向智能化的標(biāo)志，未來高科技的競爭完全寫在芯片上。

我國芯片大多都是依靠進(jìn)口，在美國政府的打壓以及疫情的影響下，芯片自主研發(fā)對我國是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，也是一個(gè)巨大的機(jī)遇。目前中國華為海思半導(dǎo)體的研發(fā)實(shí)力，絲毫不弱于三星、高通和蘋果，金譽(yù)半導(dǎo)體也迎難而上，在加速工廠生產(chǎn)的情況下，不放棄對芯片方案設(shè)計(jì)的開發(fā)。但和國外相比，中國科技之路終究還有很長一段的路要走。

二、芯片內(nèi)部制造工藝

芯片制造的整個(gè)過程包括芯片設(shè)計(jì)、芯片制造、封裝測試等。芯片制造過程特別復(fù)雜。

首先是芯片方案設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，生成“圖案”，再根據(jù)“圖案”進(jìn)行芯片制作，別看芯片小小一個(gè)，其中的講究非常多，制造工藝之間的銜接非常嚴(yán)謹(jǐn)，每一步都不能出錯(cuò)，不然就會影響使用壽命甚至無法使用。

1、晶片材料

晶片的主要材料是硅，硅由石英砂精制而成，然后將硅制作成硅片，硅片經(jīng)硅元素(99.999%)提純后制成硅棒，就成為了制造集成電路的石英半導(dǎo)體材料。芯片就是制造所需的特定晶片，晶圓越薄，生產(chǎn)成本就越低，但對工藝的要求就越高。

2、晶圓涂層

晶圓涂層可以抵抗氧化和溫度，其材料是一種光致抗蝕劑。

3、晶圓光刻顯影、蝕刻

首先，在晶圓(或基板)表面涂覆一層光刻膠并干燥。干燥的晶片被轉(zhuǎn)移到光刻機(jī)上。通過掩模，光將掩模上的圖案投射到晶圓表面的光刻膠上，實(shí)現(xiàn)曝光和化學(xué)發(fā)光反應(yīng)。曝光后的晶圓進(jìn)行二次烘烤，即所謂曝光后烘烤，烘烤后的光化學(xué)反應(yīng)更為充分。

最后，顯影劑被噴在晶圓表面的光刻膠上以形成曝光圖案。顯影后，掩模上的圖案保留在光刻膠上。糊化、烘烤和顯影都是在均質(zhì)顯影劑中完成的，曝光是在平版印刷機(jī)中完成的。均化顯影機(jī)和光刻機(jī)一般都是在線操作，晶片通過機(jī)械手在各單元和機(jī)器之間傳送。

整個(gè)曝光顯影系統(tǒng)是封閉的，晶片不直接暴露在周圍環(huán)境中，以減少環(huán)境中有害成分對光刻膠和光化學(xué)反應(yīng)的影響。

4、添加雜質(zhì)

相應(yīng)的p和n半導(dǎo)體是通過向晶圓中注入離子而形成的。

具體工藝是從硅片上的裸露區(qū)域開始，將其放入化學(xué)離子混合物中。這個(gè)過程將改變摻雜區(qū)的傳導(dǎo)模式，使每個(gè)晶體管都能打開、關(guān)閉或攜帶數(shù)據(jù)。一個(gè)簡單的芯片只能使用一層，但一個(gè)復(fù)雜的芯片通常有許多層。

此時(shí)，該過程連續(xù)重復(fù)，通過打開窗口可以連接不同的層。這與多層pcb的制造原理類似。更復(fù)雜的芯片可能需要多個(gè)二氧化硅層。此時(shí)，它是通過重復(fù)光刻和上述工藝來實(shí)現(xiàn)的，形成一個(gè)三維結(jié)構(gòu)。

5、晶圓

經(jīng)過上述處理后，晶圓上形成點(diǎn)陣狀晶粒。用針法測試了各晶粒的電學(xué)性能。一般來說，每個(gè)芯片都有大量的晶粒，組織一次pin測試模式是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，這就要求盡可能批量生產(chǎn)相同規(guī)格型號的芯片。數(shù)量越大，相對成本就越低，這也是主流芯片設(shè)備成本低的一個(gè)因素。

6、封裝

同一片芯片的芯可以有不同的封裝形式，其原因是晶片固定，引腳捆綁，根據(jù)需要制作不同的封裝形式。例如：DIP、QFP、PLCC、QFN等，這主要取決于用戶的應(yīng)用習(xí)慣、應(yīng)用環(huán)境、市場形態(tài)等外圍因素。

7、測試和包裝

經(jīng)過上述過程，芯片生產(chǎn)已經(jīng)完成。最后一步是測試芯片，去除有缺陷的產(chǎn)品，并包裝，在這些方面金譽(yù)半導(dǎo)體的產(chǎn)品良率達(dá)百分之九十九以上。

以上便是此次小編帶來的芯片相關(guān)內(nèi)容，通過本文，希望大家對芯片具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們哦，小編將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀。

審核編輯：符乾江