【了不起的芯片】要從一粒沙子說起
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這一期，我們聊一聊沙子的那些事兒。
▲點擊觀看視頻：一粒沙的自我修養(yǎng)（上）
▲點擊觀看視頻：一粒沙的自我修養(yǎng)（下）
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“點沙成芯”？
事實上，沙子并非出生即點亮科技樹，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，那晶圓是從哪里來的呢？
讓我們跟隨小新和小白，一起探秘沙子是如何闖關(guān)升級為芯片的吧！
第一關(guān)：沙子提純
高純度的硅砂進入工廠，經(jīng)歷一番高溫還原反應(yīng)和化學(xué)提純反應(yīng)后，蛻變成純度99.99999999%的多晶硅。
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。
第三關(guān)：打磨切割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啦。
第四關(guān)：涂抹光刻膠接下來，晶圓片被密封包裝，送進無塵超潔凈車間。經(jīng)過烘焙成膜后，光刻膠被均勻噴淋到了晶圓表面，形成保護層。
第五關(guān)：紫外線光刻光刻膠碰到紫外線會發(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被照射，電路圖案就會被轉(zhuǎn)錄到晶圓片上。
第六關(guān)：精密加工
氧化，刻蝕，離子注入……
工藝線上十八般武藝各顯神通。
沒有被光刻膠保護的部分，
進行各種復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)，
一個個晶體管逐漸成形。
第七關(guān)：沉淀銅層
此時需要在晶圓表面上沉積銅層來布線。再次經(jīng)歷削磨、光刻、刻蝕等操作，沉積下一層銅層，來回往復(fù)，將晶體管連接起來，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)，需要將整個晶圓切割成一個個集成電路裸片，經(jīng)過電路測試之后，將裸片與底板、散熱片等部件進行組裝，至此，一枚完整的芯片就誕生啦！
等等，你以為結(jié)束了嗎？
每一枚高質(zhì)量的芯片都要經(jīng)歷重重考驗，打通“等級測試”這道“隱藏關(guān)卡”，就能夠順利上工了。
如今一顆芯片含有上百億晶體管，
無論是設(shè)計還是制造，
都已經(jīng)是高度自動化的過程。
從芯片的規(guī)格書開始，
芯片設(shè)計過程就在不停的
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。
全球EDA和半導(dǎo)體IP領(lǐng)域的龍頭企業(yè)新思科技的解決方案，能讓你出貨更快，產(chǎn)品質(zhì)量更上一層樓！
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