电子芯片制造过程是什么?

在召开的中国信息化百人大会2020峰会上,华为消费商业CEO余承东表示:“很遗憾,由于第二轮制裁的来临,我们芯片的订单只接受了15号之前的,所以可能是麒麟高端芯片发展的最后一代。”

这也标志着华为完全放弃了让台积电继续生产芯片的努力,与此同时,许多人对芯片有更多的疑问,在中国技术发展之后,为什么一个小芯片却变成了华为的拦路虎这么大的企业?

我们来谈谈芯片制造工艺和技术要求?

制作一个芯片有四个步骤,分别是硅净化、芯片光刻、芯片蚀刻和封测、封装。

让我们从硅的净化开始,实际上,芯片制造中使用的硅是从普通沙子中提取的。

砂中硅元素的含量一般为32%-42%左右,因此应将砂提纯为纯度为99.999999%的硅,提纯后,将进行一系列生产工艺,形成硅晶圆芯片,为后续芯片制造提供最重要的基础原材料,然而国内硅净化技术不仅落后,而且在产能方面也存在很大的不足。

第二步是芯片光刻,主要需要使用光刻设备,将制备好的硅晶圆放入炉中,在硅晶圆表面形成一层均匀的氧化膜,并涂以光刻胶。

在这个过程中,光刻机的精度直接决定了芯片的加工过程,在这台设备上,荷兰ASML的制造商几乎垄断了整个行业,国内芯片OEM巨头无法获得最先进的ASML,这也是中芯国际获得更快推广的难点。

第三步是芯片蚀刻,在经过光刻机“光罩”后,已经形成电路图的硅晶圆需要经过蚀刻机投影电路图腐蚀掉以露出硅衬底,此时,电路图的硅晶圆页不再平滑,而是点蚀电路图,最后,将等离子体注入到这些坑中,使这些晶体管相连接,我们需要在硅晶圆上涂覆硅晶圆),然后通过研磨、光刻和蚀刻将这些铜切割成细线,形成完整的电路图。

在芯片蚀刻领域,我国国内的芯片蚀刻机已经能够打造出5nm级的顶尖水平,在国际上遥遥领先,即使是宝岛台湾的台积电也需要向我们介绍最先进的5nm芯片蚀刻机,毫无疑问,国产芯片蚀刻机已经成为国产芯片的最后一层“遮羞布”。

对最后一步芯片封测进行封装电子芯片,由于成品芯片最后需要切割,所有芯片都需要封装后再进行测试,之前,我国在封测领域的水平也处于比较先进的水平

因此从我国整个芯片制造行业来看电子芯片,我们在硅净化技术和光刻技术方面还存在较大的技术差距,但在芯片蚀刻、芯片刻蚀机、芯片封测等技术方面处于全球领先水平,一旦中国能够解决硅纯化技术和光刻技术问题,我相信我们的国家会很好我们很快就能生产出高科技芯片,彻底解决“断供”问题。

文章由启和科技编辑


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