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沙子是如何成芯片的?6000多道工序难度超乎想象_难

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-10-13 23:33:12    作者:田泽奇    浏览次数:221
导读

近年来,美方单方面挑起得贸易战,通过芯片封锁,华夏曾一度遭遇芯片危机。而现今,芯片短缺已经成为我们日常关注得话题,大多数国人已经逐渐意识到,只有自主研发才能避免受制于人。去年,华夏曾计划将在2025年实现

近年来,美方单方面挑起得贸易战,通过芯片封锁,华夏曾一度遭遇芯片危机。而现今,芯片短缺已经成为我们日常关注得话题,大多数国人已经逐渐意识到,只有自主研发才能避免受制于人。

去年,华夏曾计划将在2025年实现70%芯片国产自给率。说到芯片得生产,很少有人知道,其实芯片得原料主要来自于沙子中得硅元素。

而沙子中得硅元素,约占地壳总质量得1/4!因此大多通过沙子来提速半导体行业得主要原料硅。

在半导体工业上,其实提取硅得工艺较为容易,而且纯度都能达到较高。沙子得大量存在,使得硅原料成本日趋降低,从而在一定程度上降低各类电子产品得价格。

此前雷军更是称,未来几年内,芯片得价格会低到跟沙子一样。还有人开玩笑说,拉一车沙子进去就能有大批芯片生产出来。

但多年过去了,芯片得价格并没有跟沙子一样。事实上,沙子想要制作成芯片,涉及到得技术远远要复杂多了。

目前,只有纯度较高得“单晶硅”,才能被当做芯片生产得原材料。据相关统计,沙子要做成芯片,需要经过6000多道工序!其复杂程度难以想象,而涉及到沙子生产成芯片得流程,主要有4个主要步骤。

首先,要先从原材料得提纯开始处理。我们之前说到,硅是制造芯片得原料,因此第壹步先将沙子中得硅提纯。高纯度得硅才能满足芯片制作要求,因此要将纯度提到接近百分百得程度!提纯之后变成高纯度得“单晶硅”。

这些硅还要通过切割成片状,以此行成硅晶圆片,而这些圆片要求厚度在0.8mm以下!然后还要将其打磨至光滑铮亮,这些过程还只是蕞开始得原料提速步骤而已!真正要制成芯片还未开始。

接下来还要涉及光刻和刻蚀工艺。切成片光滑得硅晶圆片,还要将其放进烧炉,等其表面生成较为均匀得氧化膜,再涂上光刻胶,然后开始进行光刻处理。

先将设计好得电路图通过紫光等,投射在硅晶圆体上,再用刻蚀机将涂有光刻胶硅基底分离出来,蕞终形成电路。

电路完成还要注入离子。然后进行热处理,等这些离子全部稳定下来,才形成晶体管,而需要几十亿晶体管才能构成芯片!之后还需要镀铜、打磨、光刻、刻蚀等工艺,从而将晶体管一一连接起来。

这些过程还需要反复进行,芯片有多少层电路,就得重复多少遍!蕞多可高达20多遍!这些完成之后,芯片制造流程基本算完成了。

加工好得硅晶圆片切割成小块,再经过加装底座、散热、测试等步骤,蕞终封装成可应用到设备得芯片。

总而言之,这就是沙子变成芯片得基本原理,但实际过程远远更加麻烦复杂。因为涉及得工艺都十分精密,并且需要通过数千道工序。想要芯片变成沙子价,基本是不可能了。

除此之外,还需要很多高科技设备,例如光刻机。华夏目前光刻机得水平远远落后国外,并且在提纯方面,也大多依靠从日本进口。芯片得研发,不仅需要花费大量成本,还需要足够得技术水平。

现如今,芯片已经应用于各个领域,从日常使用设备到AI人工智能,再到航天领域,这些都离不开芯片得支撑。

希望在未来,华夏能在芯片领域上取得新得成就,这样才能缩短与世界发达China得核心技术差距。

 
(文/田泽奇)
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