第316章:復雜的芯片工藝制程(干貨)
更新時間:2018-12-19 作者:昭靈駟玉
全能科技巨頭 第316章:復雜的芯片工藝制程(干貨)
四十天后，黃坑水庫微電子研發中心。 一間實驗室里，身穿無塵服的葉華嫻熟的點觸著眼前的浮空屏幕，雙目的余光瞄了一眼擦肩而過的工程師，對方手里拿著一塊圓形的錫板薄膜，跟一塊薄薄的大餅似的，上面有好幾十塊獨立的微電路陣列，意味著那就是幾十塊芯片，如同平面印刷工藝一般。 當然，這幾十塊芯片都是一模一樣的，同一種類，但具體是CPU還是其他集成電路，肉眼是看不出來的，這要看它的IC設計。 芯片制作完整的過程包括：芯片設計、芯片制作、封裝制作、成本測試等幾個大環節，小環節就不說了，多達兩千多道工藝流程。 對于芯片制造，其過程就如同蓋房子一樣，先要有晶圓作為地基，然后一層一層地往上疊加芯片，產出必要的IC芯片。 而在此之前，首先得有設計圖，沒有設計圖制造能力在逆天都沒用，因此，“建筑師”的角色相當重要了。 而這個角色由IC設計來扮演，CSAC體系內IC設計不只是海思半導體，幾乎都涵蓋了IC設計，子公司先豐納米就主導了CPU芯片這一項IC設計，而且是PHC的IC設計，除此之外最強的IC設計就屬海思了，海思也主導了另一種CPU的IC設計，那就是華為手機的CPU。 沒錯，將來的華為手機芯片也會逐漸實現完全國產化，并且不再使用硅片，而是錫片了。 在IC設計生產流程中，由各大IC設計大廠進行規劃，當下的國際代表就是高通、英特爾這些全球知名的大廠了，都執行設計各自的IC芯片，提供不同規格、效能的芯片給下游廠商選擇。 僅一款芯片的IC設計流程就包括了硬件描述語言（HDL）的設計、芯片設計的Debug、芯片設計的分析、FPGA驗證等等。 IC設計之后便是芯片的制造，根據IC設計的需求，生成的芯片方案設計，接下來就是打樣了。 由先豐納米提供芯片原料晶圓，這次葉華他們制程的芯片樣品成分不再是傳統的硅，而是錫烯材料替代了，純化是99小數點后面9個9的極致程度。 錫烯材料越薄，成本越低，但對工藝要求也是成正比的，信越化工的純化技術還是很給力的。 下一步就是晶圓涂膜，由一種能抵抗氧化及耐溫能力的材料，是光阻的一種。 再下一步就是現在的實驗室里葉華正在主導進行的制程工藝：光刻顯影、蝕刻。 在制程的過程中要使用一種對紫外光敏感的化學物質，也是由先豐納米提供，即遇紫外光則變軟，通過控制遮光物的位置得到芯片的外形，剛剛那名工作人員手里的“大餅”表面的幾十個微電路陣列便是了。 此時此刻，葉華指揮工作人員正在進行的制程工藝階段是對錫烯晶片涂上光致抗蝕劑，遇到紫外光直射的部分開始溶解，完成之后溶解部分用溶劑將其從沖走，剩下的部分就與遮光物的形狀一樣了。 接下來的一步就是攙加雜質，在晶圓中植入離子，生產相應的P、N類半導體。 從錫片上暴露的區域開始，放入化學離子混合液體中，這道流程就是改變攙雜區的導電方式，使得每個晶體管可以通、斷、或攜帶數據信息。簡單點的芯片來一層就夠了，復雜的就是多層，通過重復光刻以及不斷重復之前的流程來實現，形成了一個立體的結構，就跟蓋房子一樣。 但在錫片上蓋房子可是以納米級的精度，上億規模為單位量級，芯片制作無愧是名副其實的代表了當今人類工業制造的極致巔峰。 下一步是晶圓測試，經過了上面幾道工藝之后，晶圓上就形成了一個個格狀的晶粒，通過針測的形式對每一個晶粒進行電氣特性檢測。 下一步是封裝，把制作完成的晶圓固定，綁定引腳，按照需求去制作成各種不同的封裝形式，這就是同種芯片的內核可以有不同封裝形式的原因，主要是根據用戶的應用習慣、應用場景、市場形式等外圍因素來決定。 下一步就是測試包裝了，完成前面的工藝流程之后，芯片制作就已經全部完成了，這一步驟是將芯片進行測試、剔除不良品以及包裝。 盡管到了這里已經完成了一塊芯片的全部制作工藝流程，但還不能就此為市場供貨，還要進行芯片的功能測試，逐步驗證每一個功能是否正常，之后才能打包出廠為市場供貨。 說起來簡單，但芯片制程工藝中多達兩千道工藝流程，都不能出錯，一出錯全歇菜。 而且生產制作芯片的過程與設備費用實在太高，就比如說ASML的光刻機，單臺售價超過1億美元，即便是整個供應鏈其它環節，一般的小公司也承受不起，或者如果一旦過程中出現了一點點小的差錯，未知的預判，都可能導致芯片生產的失敗，從而損失數百萬甚至更龐大的資金。 實驗室里協助葉華的這些工作人員，都是高科技領域的精英人才，沒有他們依舊難以生產質量上等的芯片。 在PHC遭到全球封殺，美國人對海岸線禁售芯片之后，葉華搞出了CSAC俱樂部，基本上體系成員內都成為了PHC的上游供應商伙伴，而海思半導體也赫然在列。 海思半導體除了今后要為母公司華為手機提供IC芯片之外，現在要為PHC提供四大IC芯片，一家吃掉四大IC芯片是因為海思半導體有十多年的底蘊，其他CSAC半導體成員沒那個實力，能分到其中一塊IC芯片的供應鏈就很不錯了。 首當其沖的就是海思的拳頭產品，5G通訊芯片了，作為5G網絡的標準主導者華為，PHC最開始就是用華為的5G標準。 然后就是藍牙芯片，這顆芯片的編號是H1309，海思出品，另外還有電源管理芯片H1723，也是正宗的海思出品，除了這三塊芯片之外，還有最后一塊H2482，這顆芯片是PHC音頻管理芯片。 今后海岸線的PHC機，這幾大芯片由海思半導體提供，作為上游供應鏈戰略合作伙伴，海思半導體的這筆業務每年都能從PHC上獲得80100億美元之巨的營收，妥妥的一躍成為在全球范圍都能排在前列的半導體巨頭了，要知道海思的業務科不僅僅是PHC的。 其他的CSAC體系成員都依附在PHC硬件上游供應鏈，為PHC供貨芯片，CSAC體系內的供應商伙伴都意識到CSAC的一個核心席位是多么的珍貴了，今后恐怕無數國內的半導體企業擠破頭都要進入這個體系內。 作為俱樂部的伙伴或盟友，其內部體系成員之間的專利壁壘全都打通了，像各大上游供應鏈伙伴為PHC供貨的時候就沒有專利費了，的確少了很多的收入，但體系之外供貨可不在其列了。 此外因為整個CSAC就是一個利益共同體，打通了內部的壁壘，意味著產品更加便宜，對比歐美人的芯片，立馬就能在國際上獲得巨大的競爭優勢，一個是價格優勢，一個是技術優勢。 嗯，兔子馬上又雙叒叕要實施白菜價的節奏。 這是歐美人揮之不去的痛與淚啊，因為兔子以前這方面的“黑歷史”一抓一大把，只要腹黑兔進入一個領域，這個領域的產品立馬白菜價。 一度還出現了一句玩笑話，說：歐美人在準備進軍一個領域的時候，要先看看有沒有華夏人在那里玩兒，如果有或者華夏人也打算去玩了，那就打擾了，不跟你玩兒，因為沒法兒玩啊，沒賺頭啊，兔子這種跟你打價格戰的怎么玩嘛。 全能科技巨頭 第316章:復雜的芯片工藝制程(干貨)
四十天后，黃坑水庫微電子研發中心。 一間實驗室里，身穿無塵服的葉華嫻熟的點觸著眼前的浮空屏幕，雙目的余光瞄了一眼擦肩而過的工程師，對方手里拿著一塊圓形的錫板薄膜，跟一塊薄薄的大餅似的，上面有好幾十塊獨立的微電路陣列，意味著那就是幾十塊芯片，如同平面印刷工藝一般。 當然，這幾十塊芯片都是一模一樣的，同一種類，但具體是CPU還是其他集成電路，肉眼是看不出來的，這要看它的IC設計。 芯片制作完整的過程包括：芯片設計、芯片制作、封裝制作、成本測試等幾個大環節，小環節就不說了，多達兩千多道工藝流程。 對于芯片制造，其過程就如同蓋房子一樣，先要有晶圓作為地基，然后一層一層地往上疊加芯片，產出必要的IC芯片。 而在此之前，首先得有設計圖，沒有設計圖制造能力在逆天都沒用，因此，“建筑師”的角色相當重要了。 而這個角色由IC設計來扮演，CSAC體系內IC設計不只是海思半導體，幾乎都涵蓋了IC設計，子公司先豐納米就主導了CPU芯片這一項IC設計，而且是PHC的IC設計，除此之外最強的IC設計就屬海思了，海思也主導了另一種CPU的IC設計，那就是華為手機的CPU。 沒錯，將來的華為手機芯片也會逐漸實現完全國產化，并且不再使用硅片，而是錫片了。 在IC設計生產流程中，由各大IC設計大廠進行規劃，當下的國際代表就是高通、英特爾這些全球知名的大廠了，都執行設計各自的IC芯片，提供不同規格、效能的芯片給下游廠商選擇。 僅一款芯片的IC設計流程就包括了硬件描述語言（HDL）的設計、芯片設計的Debug、芯片設計的分析、FPGA驗證等等。 IC設計之后便是芯片的制造，根據IC設計的需求，生成的芯片方案設計，接下來就是打樣了。 由先豐納米提供芯片原料晶圓，這次葉華他們制程的芯片樣品成分不再是傳統的硅，而是錫烯材料替代了，純化是99小數點后面9個9的極致程度。 錫烯材料越薄，成本越低，但對工藝要求也是成正比的，信越化工的純化技術還是很給力的。 下一步就是晶圓涂膜，由一種能抵抗氧化及耐溫能力的材料，是光阻的一種。 再下一步就是現在的實驗室里葉華正在主導進行的制程工藝：光刻顯影、蝕刻。 在制程的過程中要使用一種對紫外光敏感的化學物質，也是由先豐納米提供，即遇紫外光則變軟，通過控制遮光物的位置得到芯片的外形，剛剛那名工作人員手里的“大餅”表面的幾十個微電路陣列便是了。 此時此刻，葉華指揮工作人員正在進行的制程工藝階段是對錫烯晶片涂上光致抗蝕劑，遇到紫外光直射的部分開始溶解，完成之后溶解部分用溶劑將其從沖走，剩下的部分就與遮光物的形狀一樣了。 接下來的一步就是攙加雜質，在晶圓中植入離子，生產相應的P、N類半導體。 從錫片上暴露的區域開始，放入化學離子混合液體中，這道流程就是改變攙雜區的導電方式，使得每個晶體管可以通、斷、或攜帶數據信息。簡單點的芯片來一層就夠了，復雜的就是多層，通過重復光刻以及不斷重復之前的流程來實現，形成了一個立體的結構，就跟蓋房子一樣。 但在錫片上蓋房子可是以納米級的精度，上億規模為單位量級，芯片制作無愧是名副其實的代表了當今人類工業制造的極致巔峰。 下一步是晶圓測試，經過了上面幾道工藝之后，晶圓上就形成了一個個格狀的晶粒，通過針測的形式對每一個晶粒進行電氣特性檢測。 下一步是封裝，把制作完成的晶圓固定，綁定引腳，按照需求去制作成各種不同的封裝形式，這就是同種芯片的內核可以有不同封裝形式的原因，主要是根據用戶的應用習慣、應用場景、市場形式等外圍因素來決定。 下一步就是測試包裝了，完成前面的工藝流程之后，芯片制作就已經全部完成了，這一步驟是將芯片進行測試、剔除不良品以及包裝。 盡管到了這里已經完成了一塊芯片的全部制作工藝流程，但還不能就此為市場供貨，還要進行芯片的功能測試，逐步驗證每一個功能是否正常，之后才能打包出廠為市場供貨。 說起來簡單，但芯片制程工藝中多達兩千道工藝流程，都不能出錯，一出錯全歇菜。 而且生產制作芯片的過程與設備費用實在太高，就比如說ASML的光刻機，單臺售價超過1億美元，即便是整個供應鏈其它環節，一般的小公司也承受不起，或者如果一旦過程中出現了一點點小的差錯，未知的預判，都可能導致芯片生產的失敗，從而損失數百萬甚至更龐大的資金。 實驗室里協助葉華的這些工作人員，都是高科技領域的精英人才，沒有他們依舊難以生產質量上等的芯片。 在PHC遭到全球封殺，美國人對海岸線禁售芯片之后，葉華搞出了CSAC俱樂部，基本上體系成員內都成為了PHC的上游供應商伙伴，而海思半導體也赫然在列。 海思半導體除了今后要為母公司華為手機提供IC芯片之外，現在要為PHC提供四大IC芯片，一家吃掉四大IC芯片是因為海思半導體有十多年的底蘊，其他CSAC半導體成員沒那個實力，能分到其中一塊IC芯片的供應鏈就很不錯了。 首當其沖的就是海思的拳頭產品，5G通訊芯片了，作為5G網絡的標準主導者華為，PHC最開始就是用華為的5G標準。 然后就是藍牙芯片，這顆芯片的編號是H1309，海思出品，另外還有電源管理芯片H1723，也是正宗的海思出品，除了這三塊芯片之外，還有最后一塊H2482，這顆芯片是PHC音頻管理芯片。 今后海岸線的PHC機，這幾大芯片由海思半導體提供，作為上游供應鏈戰略合作伙伴，海思半導體的這筆業務每年都能從PHC上獲得80100億美元之巨的營收，妥妥的一躍成為在全球范圍都能排在前列的半導體巨頭了，要知道海思的業務科不僅僅是PHC的。 其他的CSAC體系成員都依附在PHC硬件上游供應鏈，為PHC供貨芯片，CSAC體系內的供應商伙伴都意識到CSAC的一個核心席位是多么的珍貴了，今后恐怕無數國內的半導體企業擠破頭都要進入這個體系內。 作為俱樂部的伙伴或盟友，其內部體系成員之間的專利壁壘全都打通了，像各大上游供應鏈伙伴為PHC供貨的時候就沒有專利費了，的確少了很多的收入，但體系之外供貨可不在其列了。 此外因為整個CSAC就是一個利益共同體，打通了內部的壁壘，意味著產品更加便宜，對比歐美人的芯片，立馬就能在國際上獲得巨大的競爭優勢，一個是價格優勢，一個是技術優勢。 嗯，兔子馬上又雙叒叕要實施白菜價的節奏。 這是歐美人揮之不去的痛與淚啊，因為兔子以前這方面的“黑歷史”一抓一大把，只要腹黑兔進入一個領域，這個領域的產品立馬白菜價。 一度還出現了一句玩笑話，說：歐美人在準備進軍一個領域的時候，要先看看有沒有華夏人在那里玩兒，如果有或者華夏人也打算去玩了，那就打擾了，不跟你玩兒，因為沒法兒玩啊，沒賺頭啊，兔子這種跟你打價格戰的怎么玩嘛。 全能科技巨頭 第316章:復雜的芯片工藝制程(干貨)
休閑文學吧提供免費小說,請讀者支持正版