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涨知识——制造一颗“芯片”竟然需要5000道工序

发布时间:2018/5/4 15:25:02 | 阅读次数:2044

关键字:半导体芯片 芯片制造 射频技术

摘 要:众所周知,“芯片”制造一直都不是我国的强项。现在,国内很多“芯片”都是依靠进口,这样不仅牵制了国内信息化的进程,也使我们在高新技术的发展被他国所限制。

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众所周知,“芯片”制造一直都不是我国的强项。现在,国内很多“芯片”都是依靠进口,这样不仅牵制了国内信息化的进程,也使我们在高新技术的发展被他国所限制。

让我们先来看看国内半导体芯片制造的现状吧。

据海关总署公布的数据显示,集成电路进口额从2015年起已连续三年超过原油,且二者进口差额每年都在950亿美元以上。其中,2017年中国集成电路进口量高达3770亿块,同比增长10.1%;进口额为2601亿美元(约合17561亿元),同比增长14.6%。2017年中国货物进口额为12.46万亿元,也就是说集成电路进口额占中国总进口额的14.1%,而同期中国的原油进口总额仅约为1500亿美元。中国在半导体芯片进口上的花费已经接近原油的两倍。

为什么半导体芯片生产如此之难呢?

芯片生产难局

现在,市面上的芯片大多数指的是内含集成电路的硅片,体积很小,常常是计算机或其他电子设备的一部分。而芯片组,是一系列相互关联的芯片组合。它们相互依赖,组合在一起能发挥更多作用,比如,计算机里的中央处理器(cpu)及手机中的射频、基带和通信基站里的模数转换器(adc)等,就是由多个芯片组合在一起的更大的集成电路。由于芯片是精密度要求非常高仪器,度量单位是以纳米来计算的,对制作工艺要求非常严格。虽然我国在近几年在科技领域还是取得不菲的成绩,但是在一些核心的、关键领域一直都还处于比较弱势的阶段。比如中国在存储器、cpu、fpg及高端的模拟芯片、功率芯片等领域,几乎是没有的。如果中国发力研发,在某些小的门类中可能会有所突破。”

制造一颗芯片的过程竟然达5000道工序。

制作一颗芯片的生产线是非常复杂的,大约会涉及到五十个行业、2000-5000个工序。就拿代工厂来说,需要先将“砂子”提纯成硅,再切成晶元,然后加工晶元。晶元加工厂包含前后两道工艺,前道工艺分几大模块——光刻、薄膜、刻蚀、清洗、注入;后道工艺主要是封装——互联、打线、密封。其中,光刻是制造和设计的纽带。

其中许多工艺都在独立的工厂进行,而使用的设备也需要专门的设备厂制造;使用的材料包括几百种特种气体、液体、靶材,都需要专门的化工工业。另外,集成电路的生产都是在超净间进行的,因此还需要排风和空气净化等系统。

未来中国的芯片制造业该如何打破僵局?

芯片技术打破僵局

当下,全球的芯片普遍被欧美、日本等发达国家垄断。在高端芯片领域,由于国内厂商尚未形成规模效应与集群效应,所以其生产仍以“代工”模式为主。随着中国经济的不断发展,对于芯片的依存度越来越高。虽然国内现在很多大公司已经开始进军半导体芯片了,这其中以华为海思、紫光展锐公司等为代表。但是在未来,中国在半导体芯片的整体提升需要从基础性研究和人才培养来做,这需要比较久的时间。就让我们拭目以待吧。

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