关于芯片那些大部分人不知道的知识

1977年,国际上开始工业生产16K的芯片,64K的芯片也已经做出样品。同时中国只有少数单位仿照国外产品,做出了接近1K的芯片。但成品率极低,不能投入生产,只能作为样品。1K对64K,这就是当时的差距。 然后,中国科学院提出,要在一年内拿下4K芯片。但经过一年的研究,成品率仍然很低。  

1978年10月,中科院请王守武全面负责这一任务。他带领团队奋战一年,到1979年9月,终于把4K芯片的成品率提高到了20%以上。  

这是什么概念?量产的芯片成品率至少要达到90%以上,否则难以收回成本。可是当时王守武的这20%成品率就已经是重大进步了,获得了中国科学院科技成果一等奖。  

最基本的问题,什么是芯片?

我来给大家出道题。下面这些哪些属于芯片,哪些不属于芯片:电脑处理器,手机处理器,机械硬盘,固态硬盘,电脑内存,手机存储卡,U盘,液晶显示器?  

请大家思考一下。如果你能答对,你的知识水平就超过了90%的人。

答案是:这些几乎都属于芯片,只有两个不是。一个是液晶显示器,另一个是电脑硬盘中的一类,机械硬盘。机械硬盘是用磁来存储的,不是半导体。而电脑硬盘中的另一类,固态硬盘,却属于芯片。固态硬盘、电脑内存、手机存储卡和U盘都是用半导体来存储的,它们都属于芯片。

其实,液晶显示器跟芯片也是近亲,因为它是用半导体元件控制的,而且它的制造过程与芯片也十分相似。因此,液晶显示这个行业又被称为半导体显示。

芯片的力量何在?

它实际上是来自半导体。  知道这个,你的知识水平就超过了99%的人。

为什么半导体这么神通广大?

原因在于,只有半导体有变化。跟半导体相对的,导体永远是导电的,绝缘体永远是不导电的,它们都没有变化。

只有半导体,可以在导电和不导电之间转换。我们可以控制这种转换,办法有很多。用导电和不导电表示0和1,就可以计算,可以存储,产生无穷的变化。

芯片制造难在哪里呢?

其实每一步都很难,没有容易的。芯片制造分为五个阶段。

第一,把沙子,也就是二氧化硅,转化成多晶硅。

第二,把多晶硅提炼成单晶硅,再把单晶硅切成一个个圆盘,也就是晶圆。 第三,在晶圆上制造各种器件。 第四,把芯片封装起来。 第五,做最后的测试。

例如第一个阶段,多晶硅的纯度要达到11个9,即99.999999999%。我们平时说的纯金,只不过是4个9,99.99%而已。

第二个阶段,晶圆要做得非常平,连它自身的重量导致的弯曲,都是要控制的。如何控制这些晶体缺陷,是各个厂商从长期的经验教训中总结出来的,是他们高度重视的技术秘密。

前两个阶段都很难,第三个阶段又是难中之难。光刻就是其中的核心技术。

光刻是什么?

其实就好比传统的胶片照相技术,包括曝光、显影、定影等等。具体的操作是这样的。

首先,在晶圆表面涂一层光刻胶。

然后,在晶圆上面放一层掩膜,要刻的图案就画在掩膜上。

然后,用光通过掩膜去照射下面的晶圆。这里的关键在于,光刻胶遇到光会发生化学反应。这样,图案就转移到了光刻胶上。

然后,把光刻胶去掉。但发生过化学反应的地方,就留下了。

最后,对没有光刻胶的地方进行刻蚀。这样,图案终于转移到了晶圆上。真正在晶圆上刻出东西来,是在这一步。

光刻真正的厉害之处,在于它保持这么高精度的同时,还能有很高的生产效率。

近年来,每当报道一个中国在芯片方面的技术进展,立刻就有很多人欢呼可以取代光刻了,可以摆脱卡脖子了。其实这完全是误解。

大家通过此篇文章,是否对芯片技术有了更深层次的理解?  

致芯科技表示:未来我们还要付出巨大的努力,做出巨大的改革,再此领域做出更好的成绩。

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