芯片是如何制造的？

芯片是怎么制作出来的如下：

一、芯片设计。

芯片属于体积小，但高精密度极大的产品。想要制作芯片，设计是第一环节。设计需要借助EDA工具和一些IP核，最终制成加工所需要的芯片设计蓝图。

二、沙硅分离。

所有的半导体工艺都是从一粒沙子开始的。因为沙子中蕴含的硅是生产芯片“地基”硅晶圆所需要的原材料。所以我们第一步，就是要将沙子中的硅分离出来。

三、硅提纯。

在将硅分离出来后，其余的材料废弃不用。将硅经过多个步骤提纯，已达到符合半导体制造的质量，这就是所谓的电子级硅。

四、将硅铸锭。

提纯之后，要将硅铸成硅锭。一个被铸成锭后的电子级硅的单晶体，重量大约为1千克，硅的纯度达到了99.9999%。

五、晶圆加工。硅锭铸好后，要将整个硅锭切成一片一片的圆盘，也就是我们俗称的晶圆，它是非常薄的。随后，晶圆就要进行抛光，直至完美，表面如镜面一样光滑。硅晶圆的直径常见的有8英寸（2mm）和12英寸（3mm），直径越大，最终单个芯片成本越低，但加工难度越高。

六、光刻。首先在晶圆上敷涂上三层材料。第一层是氧化硅，第二层是氮化硅，最后一层是光刻胶。再将设计完成的包含数十亿个电路元件的芯片蓝图制作成掩膜，掩膜可以理解为一种特殊的投影底片，包含了芯片设计蓝图，下一步就是将蓝图转印到晶圆上。这一步对光刻机有着极高的要求。紫外线会透过掩膜照射到硅晶圆上的光刻胶上，光刻过程中曝光在紫外线下的光刻胶被溶解掉，清除后留下的图案和掩膜上的一致。用化学物质溶解掉暴露出来的晶圆部分，剩下的光刻胶保护着不应该蚀刻的部分。蚀刻完成后，清除全部光刻胶，露出一个个凹槽。

七、蚀刻与离子注入。首先要腐蚀掉暴露在光刻胶外的氧化硅和氮化硅，并沉淀一层二氧化硅，使晶体管之间绝缘，然后利用蚀刻技术使最底层的硅暴露出来。然后把硼或磷注入到硅结构中，接着填充铜，以便和其他晶体管互连，然后可以在上面再涂一层胶，再做一层结构。一般一个芯片包含几十层结构，就像密集交织的高速公路。

经过上述流程，我们就得到了布满芯片的硅晶圆。之后用精细的切割器将芯片从晶圆上切下来，焊接到基片上，装壳密封。之后经过最后的测试环节，一块块芯片就做好了。

说造芯片比原子d其实更多的是说客观性的，芯片是一个完整的产业链，需要多方面合作，那么，芯片生产过程是怎样的？下面我就带来介绍。

为什么说造芯片比造原子d难多了

虽然都是高科技下的产物，但芯片相对于原子d来说，还需要国际合作及产业链，并不是独立工程。

造一颗普通原子d大概需要15公斤的浓缩铀，提取一公斤的武器级的浓缩铀大概需要200吨的油矿，也就是需要三千吨的油矿

芯片完全不一样，它是一个产业链，涉及到很多行业，比如机械、电子、冶金、化工、材料等等半导体芯片制造环节用到的一台设备光刻机，全球目前只有荷兰一家公司能做，但是需要两千多家厂商给它提供零部件

芯片没有办法建立完全本地化的产业链，它是一个国际合作的产物。

芯片生产过程是怎样的

将单晶硅切片打磨形成晶圆，在晶圆上，采用一定的工艺将电路中所需要的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线刻画在晶圆上，就形成了集成电路(integrated circuit，IC)，通过对集成电路封装测试便形成了芯片。

一、IC设计

半导体行业发展到现阶段，已经形成了IC设计和IC制造分离的模式，主要原因是建设IC制造厂需要花费高达数亿甚至数十亿美元的巨额投资，并且生产工艺日趋复杂，所以当前半导体行业便形成了IC设计和IC制造的专业化分工模式。

从事IC设计的公司一般被称为“Fabless”(Fabrication(制造)和less(无、没有)的组合)，其只负责设计与销售，不负责制造，手机厂商中的华为、苹果、小米以及高通和联发科，都属于Fabless。

IC制造的过程就如同盖房子一样，Fabless负责房子的设计部分。

IC设计可分成几个步骤，依序为：规格制定→逻辑设计→电路布局→布局后模拟→光罩制作。

规格制定

需求端与IC设计工程师对接，并开出需要的IC的规格，以确定IC的功能、IC封装及管脚定义等，而后IC设计工程师开始设计。

逻辑设计

通过EDA软件的帮助，工程师完成逻辑设计图。

电路布局

将逻辑设计图转化为电路图。

布局后模拟

经由软件测试，试验电路是否符合要求。

光罩制作

电路图完成测试后，将电路制作成一片片光罩，完成后的光罩送往IC制造公司。

二、IC制造

IC的线路布局由Fabless设计好之后，就交由Foundry来对晶圆进行加工，将光罩上的电路加工到晶圆上。

我们常说的台积电就是最为典型的Foundry，他们专注芯片制造，发展相关的工艺和制程，Foundry厂商其实就是Fabless厂商的代工方，俗称“代工厂”。

加工晶圆时，可以简单分成几个步骤，依序为：金属溅镀→涂布光阻→蚀刻技术→光阻去除。虽然在实际制造时，制造步骤会复杂的多，使用的材料也有所不同，但是大体上皆采用类似的原理。

金属溅镀

将金属材料均匀洒在晶圆片上，形成薄膜。

涂布光阻

先将光阻材料放在晶圆片上，透过光罩将光束打在不要的部分上，破坏光阻材料结构，再以化学药剂将被破坏的材料洗去。

蚀刻技术

将没有受光阻保护的硅晶圆，以离子束蚀刻。

光阻去除

使用去光阻液将剩下的光阻溶解掉，如此便完成一次流程。

最后便会在一整片晶圆上完成很多IC，接下来只要将完成的方形IC剪下，便可送到封装厂做封装测试。

三、封装测试

经过漫长的流程，从设计到制造，终于获得一颗IC。然而现在的IC相当小且薄，如果不施加保护，会被轻易的刮伤损坏。此外，因为芯片的尺寸微小，如果不用一个较大尺寸的外壳，将不易于安置在电路板上。因此需要对IC进行封装。

目前常见的封装方式有两种，一种是电动玩具内常见的，黑色长得像蜈蚣的DIP封装，另一种为购买盒装CPU时常见的BGA封装。

完成封装后，便要进入测试的阶段，在这个阶段便要确认封装完成的芯片是否能正常的工作，正确无误之后便可出货给组装厂，做成电子产品。至此，芯片便完成了整个生产的任务。

　

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