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觀聊天下發布時間:04-1813:522013年雷軍在北京的一個研討會上說過一句話:未來一定有一家芯片公司手機芯片按沙子的價格賣,并且會取得巨大成功。小米能得到幾乎免費的芯片,小米高端機可能只需要500塊。而現實是這么長時間過去了,不光芯片依然貴如黃金,而且小米手機越賣越貴,已經賣到了6000元,小米公司也不再是僅僅“為發燒而生”了。眾所周知,芯片最初的原材料就是沙子,沙子是十分廉價的。但從沙子變成芯片的過程卻是十分復雜的,需要具備超高的技術水平、裝備許多高昂的設備和花費大量的時間,以上這些條件就決定了芯片是不可能成為廉價商品。整個芯片制造分為三個過程:設計階段、生產階段、封裝測試階段。設計階段設計的第一步是定制目標,確定該芯片所要達到的性能、能耗等大的指標要求;第二步是確定芯片所要適應的規范和協議;第三步是具體的芯片電路設計;第四部檢查芯片功能是否滿足設計目標要求,如果不滿足就進行持續修改,直到達到設計目標為止。這個過程看似很簡單,其實是有著超高難度的一個環節。現在芯片制造已經達到了5nm水平,指甲蓋大小的面積上要集成上百億個晶體管,導致電路設計的難度直線上升。設計過程中使用的設計軟件和測試軟件的購買價格非常的高,而且芯片設計是一個長期的技術積累的過程,這個過程中需要大量人力物力和財力的持續性投入。生產階段1.晶圓的制備晶圓是指硅半導體集成電路制作所用的硅晶片,由于其形狀為圓形,故稱為晶圓。晶圓的制備過程如下:· 獲取多晶硅:將沙子石英提純后獲取高純度的二氧化硅,二氧化硅再經過復雜脫氧和提純的過程后獲得超高純度的多晶硅。· 硅棒的制備:采用加熱和旋轉的方法,將晶格排列方向雜亂的多晶硅轉變為晶格排列方向完全一致的單晶硅硅棒。· 晶圓成型:硅晶棒再經過切段、滾磨、切片、倒角、拋光、激光刻、包裝后形成了最終可以制造芯片的晶圓。小結:這個過程的難度在于,晶圓的硅純度要達到99.999999999%或以上,想要達到這個純度,加工工藝的成本可想而知。2.芯片的制造上一步獲得的晶圓在芯片加工工廠,經過上光刻膠、光刻(將設計的電路圖刻在晶圓上一塊很小的面積上)、離子注射(為電路注入導電材料)、電鍍、晶圓切割(將晶圓切割成小的芯粒)等一系列加工后成為一粒粒的晶粒。這個過程是整個芯片制造過程中最為復雜的部分,對加工的精度要求極高,所以對加工設備的技術要求也極高,導致設備的采購價格也很高。以光刻環節所需要的光刻機為例,最先進的EUV光刻機的售價超過了一億美金!小結:芯片制造環節加工的要求最高、使用的設備也最多,所有設備的采購成本都極高,這個環節是芯片成本增高的主要原因。封裝測試階段封裝:就是將單個的晶粒固定在芯片基座上,并把晶粒上一些引接線端與基座底部伸出的插腳連接,以作為與外界電路板連接之用,最后蓋上塑膠蓋板進行密封。測試:主要分為功能測試、性能測試、抗老化測試。具體有接觸測試、功耗測試、輸入漏電測試、輸出電平測試、動態參數測試、 模擬信號參數測試等等。小結:測試完之后,整個芯片的制作流程就算完成了。當然在封裝與測試的過程中,依然離不開各類精密儀器的幫助。總結:雖然芯片制造最初的原材是十分廉價的沙子,但沙子變芯片的整個過程需要很多技術要求很高的工藝和加工設備的參與,而這個過程是一個成本飆升的過程。這個過程就注定了芯片的價格不會只是沙子的價格,而是等同于黃金的價格。相關搜索芯片是怎么制造的小米松果芯片芯片制造工藝晶圓如何變成cpu芯片制造流程芯片制造工藝流程
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