芯片制造主要技术有哪些(芯片的制作工序。为什么芯片堪比黄金？#科普一下)

这期视频可能有些难懂，但如果你能坚持看完，你将会是离芯片产业链最近的一次。

芯片短缺已影响全球，芯片市场出现了有价无市的情况，甚至比黄金还珍贵。在6月16日的中国香港屯门，一群匪徒抢劫了500万港元的高价芯片，这是不是有点过分了？

最近发生了显卡被盗事件，现在竟然有人抢劫芯片！看来下次可以考虑抢劫沙子了。作为一名优秀的人类代表，我的目标是为人类做出贡献，解决世界难题！全球都在为芯片短缺而苦恼，那么芯片真的那么难制造吗？大家熟知的高通、苹果、英伟达、AMD、联发科都是芯片设计公司，那么要设计芯片，首先需要明确芯片的用途，也就是芯片要做什么。

目前芯片主要分为逻辑芯片、存储芯片和功率芯片三大类。显卡、手机和汽车等需要大量芯片的设备都属于逻辑芯片。明确了芯片的用途后，就可以开始设计芯片了。

首先，需要使用一种名为VHDL的硬件描述语言来描述数字系统的结构和行为。常用的语言有VLOGHDL和VHDL两种，需要用代码来描述芯片的功能，形成一份完整的HDR代码。

将代码转化为逻辑电路图需要使用CAD或PS等软件，并使用EDA软件辅助。将HDR代码转换为逻辑电路图非常简单，就像给我一键三连加关注一样简单。将逻辑电路图转换为物理电路图需要使用EDA软件和一些软件。

目前，设计22nm以下制程的芯片必须购买正版EDA软件。只有使用正版EDA软件生成的物理电路图才能被工厂识别。制作芯片需要购买硅片和光刻机。硅片可以从某鱼上购买，而光刻机需要购买正版。制作硅片需要从沙子开始。沙子是石英矿石，主要成分是二氧化硅。将二氧化硅和碳进行高温反应，会产生氧化反应，从而将二氧化硅提炼成高纯度硅晶体。然后，通过化学反应将高纯度硅晶体提炼成更高纯度的多晶硅。

接下来，需要将高纯度多晶硅制成纯度高达99.9999%的单晶硅棒。可以使用直拉法来实现这一目标，这类似于吃麦芽糖的过程。

首先将多晶硅放入密封的坩埚中，用氩气将空气排净后，将其加热至1420℃融化。接着，缓慢地将一根细长的单晶硅晶种放入已熔化的硅中，晶种较大，请忍耐一下。然后，缓缓旋转并拉伸熔化硅，冷凝后形成单晶硅，从而拉出一根纯度高达99.9999%的单晶硅棒。经过打磨、切割、倒角和抛光等一系列操作后，就可以制成所需的硅片了。

拿到硅片后，首先需要进行无尘清洁，清理干净后放入机器中进行氧化加膜，再均匀涂上光刻胶。需要注意的是，光刻胶对紫外线非常敏感，一丝一毫的紫外线都会导致其反应。因此，制作过程必须在黄光环境中进行。普通灯光的微弱紫外线会导致光刻胶提前反应。涂完光刻胶后，将其送入某鱼到付的光刻机。将制作的掩膜和硅片放入机器中，利用紫外光线透过掩膜照射到光刻胶上进行曝光。曝光的光刻胶会发生反应。利用掩膜将电路图案刻在硅片上。将未曝光的光刻胶冲洗干净，涂上显影液，就可以看到刻在上面的电路图案。然后将其送入刻蚀机，利用等离子体物理冲击将未被光刻胶覆盖的氧化膜和下方的硅片刻蚀掉，形成鳍式场效应晶体管中的鳍。刻蚀完成后，需要进行清洗，将覆盖的光刻胶和杂质清洗干净。然后将其送入离子注入机，利用高速高能量的离子束流，注入硅片改变其载流子浓度和导电类型。简单来说，这一步相当于给武器附魔，通过离子注入来增强硅片的性能！！完成附魔后，需要对武器进行加固保护。利用气象沉积技术，在晶片上涂上一层绝缘保护层，使其更加耐蚀。最后，通过CMP化学研磨技术对其进行打磨和抛光，让后续薄膜沉积更加顺利。

经过数十次重复上述步骤，可以将晶体管和上方的电路刻在晶片上。经过数百次反复操作，可以在一块12英寸的晶片上制作出约700块芯片。经过这些步骤后，晶圆制作完成，但还不是一个完整的芯片，需要进行最后一步封装。

在进行封装之前，需要对晶片进行检查，看是否存在破损坏点等情况。检查完毕后，需要对其底部进行打磨，使其达到封装要求。但在打磨之前，需要贴上保护膜，以保护电路。打磨完成后，将其送入切片机进行切割。沿着芯片切割线将其切割成晶片，然后将切割后的晶片放入涂有银胶的引线框中，再进行烘烤固化。贴片完成后，需要进行焊线处理，采用热超声键合技术。通过高频震动波传递到需要焊接的表面，使两个金属表面相互摩擦融合，然后进行封胶和切割。至此，芯片基本成型。经过最后的测试和分选，我的芯片制造技术已经学有所成。在此，我想请求大家给我一个一键三连的支持，以表扬我这个半导体高质量男性！获得你们的支持后，我将前往日本购买光罩、硅片和光刻胶，然后飞往美国购买化学研磨抛光设备，最后再将我从某鱼上淘来的光刻机拿出来！有了这些设备和材料，我就能拯救芯片产业，实现我的人生理想。虽然我的梦想很美好，但现实却是如此残酷。芯片制造并不是一件简单的事情，需要多个国家和无数人力的努力。即使是美国这样自称世界第一的国家，也无法完全自主生产芯片。

芯片制造本身就是一个漫长而复杂的过程。我们不应该急于求成，而是应该脚踏实地，一步一个脚印地前进。如果我们只是为了超越别人而追求速度，那么这本身就是一个错误的想法。我也不希望看到类似于武汉汉芯事件的发生。