一、芯片是怎样制造的?
在美国俄勒冈州HILLSBORO市,芯片结构设计人员正致力于最新芯片上集成更多的晶体管,以提高芯片的性能。INTEL公司生产的第一个微处理器芯片是1971年交付给日本生产计算器的厂商,该芯片上集成了2300个晶体管;而1997年5月问世的300HZ时钟频率的奔腾Ⅱ处理器芯片2千多万个晶体管。为核对多层微处理器上晶体管的位置,INTEL公司的电路布线专家在计算机显示屏上检查芯片的电路版图。
完整的设计图随后传送给主计算机并经电子束曝光机进行处理,完成将这些设计图“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棗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。最终一块八英寸的硅圆片能够做出200多个奔腾Ⅱ微处理器芯片。
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棗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)棗管芯配联棗芯片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。
在芯片制造背后潜藏的文化也许才是生产过程最具魅力的因素。在美国新墨西哥州RIO RANCHO市,有一个世界上最大制造工厂即为芯片制造工厂,永不停歇的生产,仅洁净厂房就有三个足球场那样大。在冥冥世界的大气氛围中,穿戴着GORE棗TEX?品牌肥大的服装的技术员们12小时轮班工作。要求工作人员在他们的衣服上套穿这种洁净服装目的在避免诸如脱落的皮肤细胞的微小尘埃残留在微电路上。
为进一步减少空中尘埃颗粒,技术员们戴上头罩,泵出他们呼吸产生的空气要通过一个专门的过滤器。另外,安装在吊棚内的数个大功率泵,频繁地将已经过滤的空气源源吹送进厂房,一分钟要倾泻吹送8次。从硅圆片到芯片到上市,全过程要花费45天
二、芯片是如何制造的?
芯片制作完整过程包括 芯片设计、晶片制作、封装制作、成本测试等几个环节,其中晶片片制作过程尤为的复杂。
首先是芯片设计,根据设计的需求,生成的“图样”
1, 芯片的原料晶圆
晶圆的成分是硅,硅是由石英沙所精练出来的,晶圆便是硅元素加以纯化(99.999%),接着是将些纯硅制成硅晶棒,成为制造集成电路的石英半导体的材料,将其切片就是芯片制作具体需要的晶圆。晶圆越薄,成产的成本越低,但对工艺就要求的越高。
2,晶圆涂膜
晶圆涂膜能抵抗氧化以及耐温能力,其材料为光阻的一种,
3,晶圆光刻显影、蚀刻
该过程使用了对紫外光敏感的化学物质,即遇紫外光则变软。通过控制遮光物的位置可以得到芯片的外形。在硅晶片涂上光致抗蚀剂,使得其遇紫外光就会溶解。这是可以用上第一份遮光物,使得紫外光直射的部分被溶解,这溶解部分接着可用溶剂将其冲走。这样剩下的部分就与遮光物的形状一样了,而这效果正是我们所要的。这样就得到我们所需要的二氧化硅层。
4、搀加杂质
将晶圆中植入离子,生成相应的P、N类半导体。
具体工艺是是从硅片上暴露的区域开始,放入化学离子混合液中。这一工艺将改变搀杂区的导电方式,使每个晶体管可以通、断、或携带数据。简单的芯片可以只用一层,但复杂的芯片通常有很多层,这时候将这一流程不断的重复,不同层可通过开启窗口联接起来。这一点类似所层PCB板的制作制作原理。 更为复杂的芯片可能需要多个二氧化硅层,这时候通过重复光刻以及上面流程来实现,形成一个立体的结构。
5、晶圆测试
经过上面的几道工艺之后,晶圆上就形成了一个个格状的晶粒。通过针测的方式对每个晶粒进行电气特性检测。 一般每个芯片的拥有的晶粒数量是庞大的,组织一次针测试模式是非常复杂的过程,这要求了在生产的时候尽量是同等芯片规格构造的型号的大批量的生产。数量越大相对成本就会越低,这也是为什么主流芯片器件造价低的一个因素。
6、封装
将制造完成晶圆固定,绑定引脚,按照需求去制作成各种不同的封装形式,这就是同种芯片内核可以有不同的封装形式的原因。比如:DIP、QFP、PLCC、QFN 等等。这里主要是由用户的应用习惯、应用环境、市场形式等外围因素来决定的。
7、测试、包装
经过上述工艺流程以后,芯片制作就已经全部完成了,这一步骤是将芯片进行测试、剔除不良品,以及包装。
三、目前哪些公司能制造手机芯片?
给你科普一下 ,手机芯片分为设计和制造,芯片设计商有高通骁龙8XX系列、苹果AXX系列、华为麒麟9XX系列、三星猎户座8XXX系列,还有联发科的芯片,以上公司都是能自己设计芯片的,但是,但是,但是他们自己(除了三星)做不出来手机芯片,因为他们(除了三星)没有ASML光刻机,据我所知手机行业就三星和台积电有ASML光刻机,所以现在就台积电和三星能制造芯片,制造和设计要分开,三星的制造工艺比不上台积电。