国内单片机芯片加工精度已经到了7nm,在单片机加工设备刻蚀机上也有所突破,还有今年的董小姐的造芯时间也引发热议。
国内单片机开发的芯片的制程是怎样的呢?国内单片机芯片的制造过程如下:
1.国内单片机芯片:硅
硅氯化了再蒸馏,可以得到纯度很高的硅,切成片就是我们想要的硅片。太阳能级硅纯度要求达99.9999%,而电子级别硅纯度要求达99.999999999%,几乎依赖进口,知道2018年国内单片机芯片也已研发出来了,目前已经实现量产。高纯硅的传统霸主依然是德国Wacker和美国Hemlock(美日合资),国内单片机芯片任重而道远。
2.国内单片机芯片:晶圆
硅提纯时需要旋转,然后进行切割成晶圆。晶圆加工的过程有点繁琐。
首先在晶圆上涂一层感光材料(见光融化),光刻机提供精准的光线,在感光材料上刻出图案,让底下的晶圆裸露出来。然后,用等离子体这类东西冲刷,裸露的晶圆就会被刻出很多沟槽,这套设备就叫刻蚀机。在沟槽里掺入磷元素,就得到了一堆N型半导体。完成之后,清洗干净,重新涂上感光材料,用光刻机刻图,用刻蚀机刻沟槽,再撒上硼,就有了P型半导体。
这块晶圆上的小方块就是芯片。芯片放大了看就是成堆成堆的电路,这些电路并不比那台30吨计算机的电路高明,最底层都是简单的门电路。只是采用了更多的器件,组成了更庞大的电路,运算性能自然就提高了。
3.国内单片机芯片:设计与制造
用数以亿计的器件组成庞大的电路,所以芯片的设计异常重要,重要到了和材料技术相提并论的地步。单片机芯片设计不光要烧钱,也需要时间沉淀,属于“烧钱烧时间”的核心技术。外国、台湾、大陆三方,最落后的就是大陆,产品多集中在家电遥控器之类的低端领域,手机、电脑这些高端单片机芯片几乎空白!
后来随着芯片越来越复杂,设计与制造就分开了,有些公司只设计,成了纯粹的芯片设计公司。如,美国的高通、博通、AMD,中国台湾的联发科,大陆的华为海思、展讯等。
4.国内单片机芯片:核心设备
单片机芯片良品率取决于晶圆厂整体水平,但加工精度完全取决于核心设备,就是前面提到的“光刻机”。光刻机,荷兰阿斯麦公司(ASML)横扫天下,谁先买到阿斯麦的光刻机,谁就能率先具备7nm工艺。
5.国内单片机芯片:封测
芯片做好后,得从晶圆上切下来,接上导线,装上外壳,顺便还得测试,这就叫封测。
国内大陆的三大封测巨头,长电科技、华天科技、通富微电,混的都还不错,毕竟只是芯片产业的末端,技术含量不高。
国内单片机芯片,作为大伙削尖脑袋能达到的最高科技水准,其基础的能带理论竟然只是个近似理论,电子的行为仍然没法精确计算。再往大了说,别看现在的技术纷繁复杂,其实就是玩玩电子而已,至于其他几百种粒子,还完全不知道怎么玩!