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第316章:複雜的芯片工藝製程(乾貨)

    四十天後,黃坑水庫微電子研發中心。筆神閣 www.bishenge。com

    一間實驗室里,身穿無塵服的葉華嫻熟的點觸著眼前的浮空屏幕,雙目的餘光瞄了一眼擦肩而過的工程師,對方手裡拿著一塊圓形的錫板薄膜,跟一塊薄薄的大餅似的,上面有好幾十塊獨立的微電路陣列,意味著那就是幾十塊晶片,如同平面印刷工藝一般。

    當然,這幾十塊晶片都是一模一樣的,同一種類,但具體是cpu還是其他集成電路,肉眼是看不出來的,這要看它的ic設計。

    晶片製作完整的過程包括:晶片設計、晶片製作、封裝製作、成本測試等幾個大環節,小環節就不說了,多達兩千多道工藝流程。

    對於晶片製造,其過程就如同蓋房子一樣,先要有晶圓作為地基,然後一層一層地往上疊加晶片,產出必要的ic晶片。

    而在此之前,首先得有設計圖,沒有設計圖製造能力在逆天都沒用,因此,「建築師」的角色相當重要了。

    而這個角色由ic設計來扮演,csac體系內ic設計不只是海思半導體,幾乎都涵蓋了ic設計,子公司先豐納米就主導了cpu晶片這一項ic設計,而且是phc的ic設計,除此之外最強的ic設計就屬海思了,海思也主導了另一種cpu的ic設計,那就是華為手機的cpu。

    沒錯,將來的華為手機晶片也會逐漸實現完全國產化,並且不再使用矽片,而是錫片了。

    在ic設計生產流程中,由各大ic設計大廠進行規劃,當下的國際代表就是高通、英特爾這些全球知名的大廠了,都執行設計各自的ic晶片,提供不同規格、效能的晶片給下游廠商選擇。

    僅一款晶片的ic設計流程就包括了硬體描述語言(hdl)的設計、晶片設計的debug、晶片設計的分析、fpga驗證等等。

    ic設計之後便是晶片的製造,根據ic設計的需求,生成的晶片方案設計,接下來就是打樣了。


    由先豐納米提供晶片原料晶圓,這次葉華他們製程的晶片樣品成分不再是傳統的矽,而是錫烯材料替代了,純化是99小數點後面9個9的極致程度。

    錫烯材料越薄,成本越低,但對工藝要求也是成正比的,信越化工的純化技術還是很給力的。

    下一步就是晶圓塗膜,由一種能抵抗氧化及耐溫能力的材料,是光阻的一種。

    再下一步就是現在的實驗室里葉華正在主導進行的製程工藝:光刻顯影、蝕刻。

    在製程的過程中要使用一種對紫外光敏感的化學物質,也是由先豐納米提供,即遇紫外光則變軟,通過控制遮光物的位置得到晶片的外形,剛剛那名工作人員手裡的「大餅」表面的幾十個微電路陣列便是了。

    此時此刻,葉華指揮工作人員正在進行的製程工藝階段是對錫烯晶片塗上光致抗蝕劑,遇到紫外光直射的部分開始溶解,完成之後溶解部分用溶劑將其從沖走,剩下的部分就與遮光物的形狀一樣了。

    接下來的一步就是攙加雜質,在晶圓中植入離子,生產相應的p、n類半導體。

    從錫片上暴露的區域開始,放入化學離子混合液體中,這道流程就是改變攙雜區的導電方式,使得每個電晶體可以通、斷、或攜帶數據信息。簡單點的晶片來一層就夠了,複雜的就是多層,通過重複光刻以及不斷重複之前的流程來實現,形成了一個立體的結構,就跟蓋房子一樣。

    但在錫片上蓋房子可是以納米級的精度,上億規模為單位量級,晶片製作無愧是名副其實的代表了當今人類工業製造的極致巔峰。

    下一步是晶圓測試,經過了上面幾道工藝之後,晶圓上就形成了一個個格狀的晶粒,通過針測的形式對每一個晶粒進行電氣特性檢測。

    下一步是封裝,把製作完成的晶圓固定,綁定引腳,按照需求去製作成各種不同的封裝形式,這就是同種晶片的內核可以有不同封裝形式的原因,主要是根據用戶的應用習慣、應用場景、市場形式等外圍因素來決定。

    下一步就是測試包裝了,完成前面的工藝流程之後,晶片製作就已經全部完成了,這一步驟是將晶片進行測試、剔除不良品以及包裝。

    儘管到了這裡已



  
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