芯片是怎样制作的,芯片制作相关介绍

集成电路英语：integrated circuit，缩写作 IC;或称微电路(microcircuit)、微芯片(microchip)、晶片/芯片(chip)在电子学中是一种将电路(主要包括半导体设备，也包括被动组件等)小型化的方式，并时常制造在半导体晶圆表面上。

电路制造在半导体芯片表面上的集成电路又称薄膜(thin-film)集成电路。另有一种厚膜(thick-film)集成电路(hybrid integrated circuit)是由独立半导体设备和被动组件，集成到衬底或线路板所构成的小型化电路。

从1949年到1957年，维尔纳·雅各比(Werner Jacobi)、杰弗里·杜默(Jeffrey Dummer)、西德尼·达林顿(Sidney Darlington)、樽井康夫(Yasuo Tarui)都开发了原型，但现代集成电路是由杰克·基尔比在1958年发明的。其因此荣获2000年诺贝尔物理奖，但同时间也发展出近代实用的集成电路的罗伯特·诺伊斯，却早于1990年就过世。

芯片制作完整过程包括：芯片设计、晶片制作、封装制作、成本测试等几个环节，其中晶片片制作过程尤为的复杂。下面图示让我们共同来了解一下芯片制作的过程，尤其是晶片制作部分。

芯片，是所有现在科技应用到现实中的基础，作为一个崛起的大国，掌握芯片技术，是一种必需。

不过国际社会，也是“一山不容二虎”，另一个大国，是不会眼睁睁看着另外一大国的崛起的，所以，通过各种手段，限制另一个大国芯片产业的发展，也成了一种必然。

芯片，看起来很小，就一个指甲盖大小，但是里面所涉及的技术却相当复杂，丝毫不亚于建造飞及和航母。方寸之间，把包含了数十亿个晶体管，有人说，用高倍显微镜来观察芯片的内部结构，比世界上任何一座都要复杂和庞大。如果说，这个世界上哪一种东西把“纳须弥入芥子”这句佛法成为了真实，我想，一定是芯片。

有人说，举全国之力来做一颗芯片，还做不出来吗?是的，还真做不出来，因为，芯片这东西，不是说有钱有人就能够快速从无到有的，还需一个重要的因素：时间。所有的高端技术是通过时间的积累，才达到今天的高度。

看了西瓜视频创作人抖抖代码的视频，本人想在他的基础再展开一下，让大家了解更多有关芯片产业链接知识。

那制造芯片到底有多难呢?我们得说起，首先看看芯片是怎么做出来的。

一、芯片架构

制造芯片之前，需要设计芯片。芯片设计需要有相应的芯片架构，芯片架构就好像房子的结构框架，比如木结构，土木结构，混凝土结构，钢结构等等。现在全球主的要芯片架构主要有四种，分别为：X86、ARM、RiSC-V和MIPS四种。

1、X86架构由美国INTEL公司在1978年发明，中架后面的AMD，IBM也沿用这种架构分别研发了自己芯片，现在PC机上面运行的CPU基本都是X86架构，X86架构的特点是性能高，速度快，兼容性好。

2、ARM是1983年由英国ARM公司发明的，是一个32位精简指令集处理器架构，其广泛地使用在许多嵌入式系统设计。由于能耗低，成本低的特点，ARM处理器非常适用于移动通讯领域，符合其主要设计目标为低耗电的特性。现在使用ARM的芯片公司主要有苹果，谷歌，IBM和华为。因为是ARM发明的，这个芯片公司要研发ARM架构的芯片，首先必须取得ARM的授权，否则就不能进行更新迭代。

3、RiSC-V架构是基于精简指令集计算(RISC)原理建立的开放指令集架构(ISA)，RISC-V是在指令集不断发展和成熟的基础上建立的全新指令。RISC-V指令集完全开源，设计简单，易于移植Unix系统，模块化设计，完整工具链，同时有大量的开源实现和流片案例，得到很多芯片公司的认可。RiSC-V架构由RiSC-V架构基金会运营，目前拥有成员超275名，其中软、硬件公司和机构会员达169家，阿里，谷歌，华为科技，紫光科技都是它的成员。阿里旗下的玄铁系列就是使用RiSC-V架构。

4、MIPS架构是美国MIPS科技公司在1981年发明的，是一种采取精简指令集(RISC)的处理器架构，它是基于一种固定长度的定期编码指令集，并采用导入/存储数据模型。经改进，这种架构可支持高级语言的优化执行。其算术和逻辑运算采用三个操作数的形式，允许编译器优化复杂的表达式。

小编将为大家介绍一下芯片制造流程：

首先是芯片设计，根据设计的需求，生成的“图样”。

制作晶圆。使用晶圆切片机将硅晶棒切割出所需厚度的晶圆。

晶圆涂膜。在晶圆表面涂上光阻薄膜，该薄膜能提升晶圆的抗氧化以及耐温能力。

晶圆光刻显影、蚀刻。使用紫外光通过光罩和凸透镜后照射到晶圆涂膜上，使其软化，然后使用溶剂将其溶解冲走，使薄膜下的硅暴露出来。

离子注入。使用刻蚀机在裸露出的硅上刻蚀出N阱和P阱，并注入离子，形成PN结(逻辑闸门);然后通过化学和物理气象沉淀做出上层金属连接电路。

晶圆测试。经过上面的几道工艺之后，晶圆上会形成一个个格状的晶粒。通过针测的方式对每个晶粒进行电气特性检测。

封装。将制造完成的晶圆固定，绑定引脚，然后根据用户的应用习惯、应用环境、市场形式等外在因素采用各种不同的封装形式;同种芯片内核可以有不同的封装形式。

制造芯片主要就是在晶圆片上不断累加图案，让图案纵向连接，非常多层，会有100多层。并且需要花费许多的时间，从设计到量产可能需要四个月的时间。

大部分情况下我们日常提到的芯片其实和集成电路概念上差异不大。

电脑、手机、计算器等电子设备上都安装有各种各样的芯片，芯片在这些设备上起到什么作用了?各式芯片在这些电子设备上面的作用，和人体各个器官发挥的作用比较类似。电子设备的整体管理和计算逻辑处理等，需要CPU(核心组成部分就是芯片组)，CPU相当于人体的大脑。电子设备识别声音，处理音频，需要音频处理芯片，相当于人体的耳朵。电子设备接收图像，处理图片，需要图片处理芯片，相当于人体的眼镜。总之这些设备具备的各种功能，都需要对应的芯片来实现，就像人体的各个器官实现不同功能一样。

芯片的制造始于设计，它是整个制造过程中最重要的一步。设计师使用计算机辅助设计软件创建芯片的电路图和版图。电路图描述了芯片的逻辑功能和电气连接，而版图则确定了电路的物理布局和尺寸。

总的来说，芯片制造是一项复杂的工程，它需要许多高精度的技术和设备。虽然每个制造商的过程可能略有不同，但这些基本步骤都是必不可少的。芯片制造的进步不仅推动了电子设备的发展，而且也推动了现代科学和工程的发展。