
芯片是藏在我们手机和电脑里的“超级大脑”,但你们知道吗?它的生产过程就像用显微镜在指甲盖上“盖房子”和“画地图”。从沙子到晶圆,光刻、刻蚀、沉积层层堆叠,在比病毒还小的尺度上精雕细琢,每一步都是现代科技的极致表达。
从沙子到晶圆——造“地基”
原材料真的是沙子?
没错!沙子里的硅是芯片的主要材料。先把沙子高温提纯成像一块超大号冰糖的纯硅块,再切成薄薄的圆形“硅片”,叫晶圆,看起来像一张透明的光盘。再打磨得比镜子还光滑,误差不超过头发丝的1/100。
画电路“地图”——光刻
用光“刻”图案,就像在晶圆上用“光敏墨水”画画:先在晶圆表面涂一层光刻胶,再把电路图纸(叫掩膜版,像镂空的窗花)盖在上面,用紫外线照射。光刻胶被光照的部分会溶解或保留,露出下面的硅层,电路“痕迹”就出现了。
刻蚀与沉积——盖“高楼”和“铺路”
刻蚀就像修路。用一种会“腐蚀”的魔法气体等离子体,把光刻胶露出的硅层“吃掉”,刻出凹槽或孔洞。
沉积就像盖楼铺砖。往凹槽里“填”其他材料,比如用金属铝或铜铺电路连接线,用二氧化硅做绝缘层。
光刻—刻蚀—沉积,这一步要重复几十次,每层电路都像叠积木一样越堆越高,最终形成几十亿个微小零件晶体管、电阻等。
测试与切割——优胜劣汰
用探针台给每个芯片“体检”,测试电路通不通、功能好不好,把坏的淘汰掉。把合格的用激光把晶圆切成一个个小方块,每个小方块就是芯片裸片。
再用超细金属线连接芯片和基板,用塑料或陶瓷外壳包裹起来,印上品牌和型号,一个完整的芯片就诞生啦!