芯片制造全过程是怎样的

目前常见的芯片制作工艺，比如手机芯片上，最高的工艺是7nm工艺；而电脑CPU上，最高的工艺有14nm工艺。华为手机现用的麒麟980芯片是全球首款采用7nm制程工艺的手机芯片，形象点描述，就是在指甲盖大小的尺寸上，集成了69亿个晶体管。68亿是什么概念呢？全球总人数也就70多亿，在这么小的空间，要集成这么多的晶体管，难度可想而知。

我们常听到的制作工艺，其实就是在处理器上进行蚀刻的大小。这个过程就需要一件特别重要的设备，那就是光刻机，它是用光来制作一个图形（工艺）的过程，目前世界上只有少数厂家掌握这种技术，因此光刻机的价格昂贵。

芯片设计阶段会明确芯片的用途、规格和性能表现，芯片设计可分为规格定义、系统级设计、前端设计和后端设计4大过程。

芯片制造环节中，芯片是如何被“点沙成金”的呢？看似无关且不起眼的沙子，富含二氧化硅，而二氧化硅通过高温加热、纯化、过滤等工艺，可从中提取出硅单质，然后经特殊工艺铸造变成纯度极高的块状单晶硅，称作单晶硅棒（Crystal Ingot）。单晶硅棒根据用途被切割成0.5mm-1.5mm厚度的薄片，即成为芯片的基本原料，硅晶圆片，这便是“晶圆（Wafer）”。

第一阶段前段生产（FEOL）完成后，接着开始后段生产（BEOL），BEOL由沉积无掺杂的氧化硅（也就是硅玻璃）开始，通孔由金属钨填充，然后制作晶体管间的电连线，最终得到满足芯片要求的晶圆。获得晶圆后，用圆锯切割芯片，嵌入封装中。芯片使用引线与封装的引脚结合，封装盖子保护芯片不受外界灰尘污染。一颗融合人类智慧结晶的芯片也就诞生了！

本文整合自：AI前线、海思官网

审核编辑：符乾江