芯片制造有多难?这项技术很重要

芯片制造有多难?这项技术很重要
2021年09月27日 10:21 人民微看点

芯片是基于数学、物理、化学、机械、信息和计算机等基础学科的多学科交叉融合,内容覆盖广。当前,为了打破芯片技术的学科壁垒,突破芯片制造的关键技术,培养国家急需人才,今年上半年,清华大学正式成立集成电路学院,大力培养高层次芯片人才,为破解芯片技术的难题不断努力。

什么是硅基芯片?

硅基芯片制备是目前芯片市场最成熟的技术,沙子是制备硅基芯片的原材。

沙子或硅矿石是一种不导电的氧化物,经过脱氧提纯、电弧炉提炼、盐酸氯化、蒸馏后,纯度高达99%以上的单晶硅就成为了一种良好的半导体材料。硅原料融化后经过旋转拉伸可得到直径约为200-300mm的晶棒,将晶棒切成薄片——芯片的载体晶圆就制备完成了。除了硅以外芯片上还分布着一些铝制导线和化学材料提升导电性能。

芯片制造流程多?光刻技术很重要!

芯片制造的技术主要包括芯片设计与加工技术。

在设计方面,需要运用专门的芯片设计软件(EDA)和国外专利厂商的技术授权完成芯片设计。

光刻技术是芯片制造过程中的一项重要技术,它先选用“互补型金属氧化物半导体工艺”加工晶圆使其具有半导体特性,再用光刻机发射2000~4500埃的紫外光光源将光罩上的电路图照射、复制至涂满了光刻胶的晶圆上,最后利用化学或物理手段将被腐蚀的线路部分除去,从而将电路图蚀刻在晶圆上。前者类似于照相机的成像原理、后者则类似于铜版印刷或玻璃画中的蚀刻公艺,通常一个晶圆需要反复光刻十次左右。

最后代工厂会将生产好的“晶圆芯片”交给封装测试公司,由这些公司测试、切割、封装成我们日常使用的芯片。

指导老师:中国传媒大学经济与管理学院副教授 于晗

专家:中国传媒大学信号与信息处理专业副教授 余心乐

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