Sản xuất chip: Sự biến thái của một hạt cát

Trọng tâm của điện thoại thông minh, máy tính và xe hơi được giấu bằng chip có kích thước của móng tay. Chúng được tạo thành từ các mạch mỏng hơn gấp ngàn lần so với tóc người, và quy trình sản xuất giống như khắc một siêu siêu lớn thành một hạt gạo. Sau đây là toàn bộ quá trình chip từ cát silica đến thành phẩm:

Giai đoạn 1: Thiết kế bản thiết kế

Thiết kế IC

Nhà thiết kế (Nhà thiết kế) Sử dụng phần mềm để vẽ sơ đồ mạch và hoàn thành bố cục hàng tỷ bóng bán dẫn

Băng ra: Dữ liệu thiết kế cuối cùng được gửi đến nhà máy mặt nạ

3.Mask Sản xuất

Máy in thạch bản khắc mẫu mạch trên tấm thạch anh (Photomask)

Một bộ chip nâng cao yêu cầu 80-120 mặt nạ, mỗi cái có giá hơn 50.000 đô la

Giai đoạn 2: Khắc nano của FAB (FAB).

Chuẩn bị nguyên liệu thô

Tinh chế silicon: cát và sỏi được nấu chảy vào các thỏi silicon có độ tinh khiết 99,9999% (thỏi)

Cắt chéo wafer: Thỏi silic được cắt thành các tấm wafer dày 0,7 mm (wafer), kích thước chính 300 mm (12 inch)

Chu kỳ sản xuất cốt lõi (40-100 lần lặp lại)

Quá trình oxy hóa/lắng đọng: quá trình oxy hóa nhiệt độ cao để tạo thành một lớp cách điện (oxy hóa)

Phim lắng đọng hơi (CVD/PVD)

Litphography - "Bước linh hồn" của chip:

Photoresist → Litva → Phát triển

Vòng khắc đồ họa:

Khắc vùng tiếp xúc với plasma (etch)

Cấy ion làm thay đổi các đặc tính bán dẫn (cấy ion)

Rửa và tháo keo:

Loại bỏ quang

Làm sạch

0040-01973 Rev.004 Bóng dưới đáy của buồng

Giai đoạn 3: Kiểm tra & Bao bì

Kiểm tra CP:

Trạm thăm dò liên hệ với các chân chip trên màn hình cho các mạch không thành công (kiểm tra WAT)

Chip xấu được đánh dấu là chấm mực (đánh dấu mực)

Cắt gói:

(Liên kết chết), (liên kết dây), (gói)

Việc cắt laser của các tấm wafer vào các nhà máy đóng gói chip độc lập được thực hiện (cắt giảm)

Bài kiểm tra cuối cùng:

Kiểm tra ft: Mô phỏng môi trường làm việc thực tế

Thử nghiệm đốt cháy: Nhiệt độ cao và độ lão hóa áp suất cao để sàng lọc cho sự thất bại sớm

0040-31942 Cơ thể buồng, khắc, oxit, thức ăn gas bên

Một mật mã kỹ thuật số để sản xuất chip

Điều khoản	Số liệu chính
Wafer	Wafer 12 inch có thể cắt 500+ chip
Phòng sạch sẽ	Độ sạch không khí cao hơn 1.000 lần so với phòng điều hành
Thời gian	Mất khoảng 3 tháng từ cát silica đến thành phẩm
Trị giá	5nm fab có giá 20 tỷ đô la

Chế tạo chip là một điều kỳ diệu của vật lý và kỹ thuật: nó thao túng các nguyên tử tại nano và truyền thông tin với dây mỏng hơn 100 lần so với lụa nhện. Khi bạn đọc bài viết này trên điện thoại di động của bạn, bạn đang nắm giữ sự sáng tạo tinh vi nhất của nhân loại trong lòng bàn tay của bạn - "Bản giao hưởng dựa trên silicon" này mang hàng chục tỷ bóng bán dẫn, đó là sự kết tinh của khoa học và công nghệ sau khi thử nghiệm nghiêm ngặt hàng ngàn quá trình.