科普文：芯片的制造过程

一、根据芯片上集成的微电子器件的数量，集成电路（芯片）分为以下六类：小型集成电路，中型集成电路，大规模集成电路，超大规模集成电路，极大规模集成电路，GLSI等。

最先进的集成电路是微处理器或多核处理器的核心。

根据电路特点，集成电路分为模拟集成电路、数字集成电路和混合信号集成电路。

半导体集成电路工艺，包括以下步骤：光刻，刻蚀，薄膜（化学气相沉积或物理气相沉积），掺杂（热扩散或离子注入），化学机械平坦化CMP。

二、芯片制造如同盖房子，以晶圆作为地基，层层往上叠。没有设计图，拥有再强制造能力都没有用，因此芯片设计师很重要。

在IC生产流程中，IC多由专业IC设计公司进行规划、设计，比如联发科、高通、Intel等。IC设计中，最重要的步骤就是规格制定。类比盖房子，先要决定要几间房子，有什么建筑法规要遵守，在确定好所有功能后再进行设计，这样才能免去后续多次修改的麻烦。

规格制定的第一步便是确定IC的目的、效能为何，对大方向做设定。接着是察看有哪些协定需要遵守，比如无线网卡的芯片就需要符合IEEE 802.11规范，不然，就无法与市面上其他设备连线。最后确定IC的制作方法，将不同欧冠功能分配成不同单元，并确立不同单元间连接的方法，如此便完成规格的制定。

接着便是设计芯片的细节，就先初步记下建筑的规画，将整体轮廓描绘出来，方便后续制图。在IC 芯片中，使用硬体描述语言（HDL）将电路描写出来，常使用的HDL有Verilog、VHDL等，使用程式码可轻易的将IC功能表达出来。

有了完整规画后，接下来便是画出平面设计蓝图。在IC设计中，逻辑合成便是将确定无误的HDL code，放入电子设计自动化工具（EDA tool），让电脑将HDL code转换成逻辑电路，并反复修改至无误。

最后，将合成的程式码再放入另一套EDA tool，进行电路布局和绕线。

参考文章：芯片到底是什么？https://blog.csdn.net/fuli911/article/details/116740481?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522162415509316780274192768%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334..%2522%257D&request_id=162415509316780274192768&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~top_click~default-2-116740481.first_rank_v2_pc_rank_v29&utm_term=%E8%8A%AF%E7%89%87&spm=1018.2226.3001.4187

导语：IC芯片的制作流程是怎样的？一个国家的核心技术是指微电子技术，而微电子技术是指能够处理更加微小的电磁信号的技术，所谓微电是区别于强电(例如照明用电)和弱电(例如电话线路)而言。微电子技术的代表就是IC 技术，主要产品就是IC。IC芯片的制作流程是怎样的，欢迎大家一起来了解相关的文章内容。

IC芯片的制作流程是怎样的

普通硅沙(石英砂，沙子)-->分子拉晶(提炼)-->晶柱(圆柱形晶体)-->晶圆(把晶柱切割成圆形薄片)-->光刻(俗称流片，即先设计好电路图，通过激光暴光，刻到晶圆的电路单元上)-->切割成管芯(裸芯片)-->封装(也就是把管芯的电路管脚，用导线接到外部接头，以便与其它器件连接。)

详细流程注解：

1，业已确认，占地壳物质达到28%的石英在地表层呈现为石英砂石矿。用电弧炉冶炼石英砂将其转变成冶金等级硅。通过一步一步去除杂质的处理工艺过程，硅经历液态，蒸馏并最终再沉积成为半导体等级的硅棒，其硅的纯度达到99.999999%。随后，这些硅棒被机械粉碎成块并装入石英坩埚炉中加热熔化至1420摄氏度。

2，将一个单晶籽晶(种)导入熔化过程中，随着籽晶转动，晶体渐渐生长出来。几天之后，慢慢地将单晶提取出来，结果得到一根一米多长的硅棒，视其直径大小，硅棒的价值可高达8000美元到16000美元。这些纯硅单晶棒，每根重量达到(120公斤)

3，随后被金刚石锯床切成薄薄的圆晶片。这些薄片再经过洗涤、抛光、清洁和接受入眼检测与机器检测最后通过激光扫描发现小于人的头发丝宽度的1/300的表面缺陷及杂质，合格的圆晶片交付给芯片生产厂商。

4，芯片结构设计人员设计好电路版图，完整的设计图传送给主计算机并经电子束曝光机进行处理，将这些设计图“刻写”在置于一块石英玻璃上的金属薄膜上，制造出掩膜。制作芯片是对薄膜进行重复进行涂光敏胶、光刻和腐蚀的组合处理，掩膜起着一个很像照相制版的负片作用。精确调准每个掩膜最为重要：如果一个掩膜偏离几分之一微米(百万分之一)，则整个硅圆片就报废不能用。当光通过掩膜照射，电路图就“印制”在硅晶片上。每一个芯片大约需用20个掩膜，这些掩膜要在整个工艺过程枣从硅圆片到制造最终的芯片包括几百个工艺的流程的`不同的位置点上定位。最终一块硅圆片能够做出一定数量的芯片。

5，一旦完成芯片制作过程，硅圆片在金刚石切割机床上被分切成单个的芯片，到此的单个芯片被称为“管芯”(DIE)。将每个管芯分隔放置在一个无静电的平板框中，并传送至下一步，管芯被插装进它的封装中。芯片封装保护管芯避免受环境因素影响，同时提供管芯和电路板通讯所必需的电连接，封装好的芯片在随后的使用中将要安装固定在电路板上。

硅晶片作为现代芯片的主要元件，它被广泛的用于集成电路，并间接地被地球上的每一个人使用。那么硅晶片是如何被制作出来的呢？

第一、首先将多晶硅放入特制的密封，无力排出里面所有空气后加热到1420摄氏度，接着再将融化的硅放入旋转的干锅，然后放入相当于铅笔大小和形状的归字经病，以反方向旋转。当融化的多晶硅冷却时，再以每分钟1.5毫米的速度抽出归子敬，最后就得到了直径约20厘米的瑰宝，它的重量约有200公斤。硅棒也十分艰苦，直径三毫米的金属丝就能支撑起它的重量。再通过化学品和X光检查单晶硅的纯度与分子，定下后就可以将他送进单晶硅切片机进行切片。这台十吨重的钢丝锯利用高速移动的抄袭钢丝网将硅棒切成厚度只有2/3毫米的硅晶片。在切割过程中，硅晶片表面会留下细微的痕迹，因此要进行抛光打磨，也叫严光程序。

第二、技术员将硅晶片放进抛光。在经过高功率抛光机的处理后，硅晶片的表面还不够光滑，接着还需要利用化学的方式抛光，此时的硅晶片表面的粗糙度不超过0.1纳米，这些完成抛光后的硅晶片就可以送去光客货时刻电路。接下来，晶圆厂会为这些小硅晶片装上数百万个电晶体。由于电晶体的直径只有万分之一毫米，只要有一粒灰尘落在表面，晶片就会受损，因此技术人员在进入痔疮是前必须要换上无尘衣，这件衣净无尘室里面还有12000吨的空调设备，这里的空气比医院的手术室还要干净几百倍。主要制造数位信号处理芯片，从开始到完成一般需要1500个处理步骤。

第三、在进行复杂的元件组装时，他们会用元精传送喝来负责运送晶片到各个工作站，接着利用光刻法将电路设计呀在晶片上，先给镜片涂上感光化学品，当感光化学品接触到紫外线后会变硬，在密闭的暗室里，光线会先穿过电路设计的影。然后再经过小型透镜达在途有化学品的晶片上，这个过程类似于相片嫌疑。为了将所有原件一层层的安装在晶片上，元精传送和送出晶片的次数高达50次。要让新的每一层都接受光刻处理，其中有些层的原件还要接受蒸煮，有些用离子化垫江射击，有些要浸泡在金属中，这些不同的处理方式都会改变该层的属性来慢慢逐步完成晶片的电路设计。完成后的硅晶片上装有约1000个微晶片以及超过四兆的电路元件，最后只需要进行切片转换就算大功告成。现在这些硅晶片就能以每克1.7万美刀的价格出售。

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