給你一堆沙子，能做什么？

建一棟房子？攤一張玻璃？

或者……造一枚芯片？

芯片是當(dāng)今所有電子產(chǎn)品的核心，

它的精密程度決定著我們生活的智能走向。

從小小沙礫到炙手可熱的科技心臟，

是什么魔法能夠“點(diǎn)沙成芯”？

事實(shí)上，沙子并非出生即點(diǎn)亮科技樹，

想要成為精密的芯片，

還要從硅（Si）這種元素說起……

單純的硅并不導(dǎo)電,

用特殊的物理或化學(xué)方法處理后,

就能改變它的電導(dǎo)率，

讓硅能在電壓作用下極微弱地導(dǎo)電。

還有其他材料也能用類似的方法改變電導(dǎo)率，

我們把它們統(tǒng)稱為半導(dǎo)體材料。

利用半導(dǎo)體材料的特性，

可以制造出極其微小的晶體管，

從而構(gòu)建出容納了百億晶體管的芯片。

制造芯片和造房子十分類似，

高樓平地起，地基是關(guān)鍵。

芯片的“地基”就是晶圓片，

讓我們跟隨小新和小白，

第一關(guān)：沙子提純

高純度的硅砂進(jìn)入工廠，

經(jīng)歷一番高溫還原反應(yīng)和化學(xué)提純反應(yīng)后，

第二關(guān)：拉伸變形

多晶硅的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不夠穩(wěn)定，

為了讓它變得適合制造晶圓，

把多晶硅加熱至熔融狀態(tài)，

將其變成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的單晶硅棒。

單晶硅棒被修整打磨后，

切成“厚厚的薄片”（0.5mm-1.5mm），

經(jīng)過研磨、清洗、拋光等處理，

一塊塊锃亮如鏡的晶圓片就被做出來(lái)啦。

接下來(lái)，晶圓片被密封包裝，

送進(jìn)無(wú)塵超潔凈車間。

經(jīng)過烘焙成膜后，

光刻膠被均勻噴淋到了晶圓表面，

形成保護(hù)層。

光刻膠碰到紫外線會(huì)發(fā)生變質(zhì)，

我們用紫外線透過掩膜版照射晶圓片，

由于掩膜版上圖形的遮擋部分不會(huì)被照射，

電路圖案就會(huì)被轉(zhuǎn)錄到晶圓片上。

第六關(guān)：精密加工

此時(shí)需要在晶圓表面上沉積銅層來(lái)布線。

再次經(jīng)歷削磨、光刻、刻蝕等操作，

沉積下一層銅層，

來(lái)回往復(fù)，將晶體管連接起來(lái)，

形成極其復(fù)雜的多層連接電路網(wǎng)絡(luò)。

Final：芯片封裝

芯片加工的最后一關(guān)，

需要將整個(gè)晶圓切割成一個(gè)個(gè)集成電路裸片，

經(jīng)過電路測(cè)試之后，

將裸片與底板、散熱片等部件進(jìn)行組裝，

至此，一枚完整的芯片就誕生啦！

每一枚高質(zhì)量的芯片都要經(jīng)歷重重考驗(yàn)，

打通“等級(jí)測(cè)試”這道“隱藏關(guān)卡”，

就能夠順利上工了。

無(wú)論是設(shè)計(jì)還是制造，

都已經(jīng)是高度自動(dòng)化的過程。

從芯片的規(guī)格書開始，

芯片設(shè)計(jì)過程就在不停的

和各種EDA工具打交道，

即便是芯片制造的過程，

也離不開EDA的支持。

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