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      芯片制作工藝流程解說
      2020-12-16 17:52:59
      芯片的制作流程比較復雜,不過大體上都分為三個步驟: 設計、生產與封裝測試。

      一、設計:前端設計、前仿真、后端設計、驗證、后仿真、signoff檢查、然后將設計數據交付給代工廠。

      關于設計我們要知道一個原理,芯片設計為實現某一功能必然依托于某一設計架構來實現,目前主流的芯片架構有X86(intel與AMD專屬,稱霸PC市場)、ARM(移動便捷設備)、RISC-V(后起之秀,智能穿戴設備中應用廣泛)、MIPS(主要應用于網關、機頂盒),由于ARM架構擁有低功耗、低成本的特點尤其受到手機等移動設備的青睞(ARM與X86架構為市場份額最大的兩大架構)。

      以上所說芯片設計,架構僅僅是前提條件。而對于芯片整個設計流程來說都需要用到EDA軟件。EDA軟件簡單地說可以理解為我們常用的CAD軟件,由于一個芯片電路十分復雜細小,包含幾十上百億個元器件,一個元器件或電路的錯誤放置都可能導致整個芯片無法運行。而EDA軟件能自動化設計該流程保證芯片的運行,芯片設計方只需決定某幾個關鍵位置的設計便好。

      二、生產制造:氧化—薄膜沉積—光刻—刻蝕—離子注入—清洗。我們首先從二氧化硅也就是沙子中高溫萃取出純度很高的單質硅,該單質硅為晶體結構,原子整齊排列以共價鍵組合成巨大分子。工作人員將硅切成圓薄片用以生產芯片。

      在硅片上均勻涂抹感光材料,控制光線(光刻機)照射特定部位感光材料使其性質發生變化(溶于水),再用水沖洗便得到硅單質的凹槽。

      再對特定區域摻入感光多晶硅層等雜質,如二極管中的磞與磷,邏輯電路便在該凹槽中不斷形成,俗稱的粒子注入。

      其余地方也能通過感光遮蓋的方式用腐蝕液將硅腐蝕掉,便形成了一個個晶體管。

      當然你也可以摻入金屬材料形成導線、電容或電阻等。

      該工序重復多次(一般不少于20)疊層便能得到我們想得到的集成電路,一大塊包含很多塊芯片的晶圓盤。

      三、封裝測試:

      如上所說,芯片生產后并非成品而是一大塊晶圓,還需經過芯片測試機的測試、切割并封裝。

      良好的測試能使次品到達用戶手中之前被淘汰掉,對提高產品質量、建立生產銷售的良性循環是至關重要的。而測試機正是通過驗證芯片是否符合設計目標、研究環境變化對其造成的影響以及壽命長短等參數實現有效的測試。
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