第28章 芯片制造

叶枫白了他一眼道：“那叫智能光总线计算机。关键在于智能。他与传统的总线不同，传统总线只负责一台电脑内的运算器和寄存器之间的数据传输。而我的智能总线计算机是突破单台电脑限制，串联所有运算器和寄存器等设备。计算机不是通过网络互联，而是通过智能总线，将每个个人使用的输入输出设备和其他运算器、寄存器和存储器相连。最终可以让全世界共用一台电脑。而可以同时利用多个不同类型和不同运算能力的运算器的算力，共同做一件或多件事情。可以说这是电脑的2.0版。”

王猛一脸茫然，然后似懂非懂的点头道：“哦，反正就是光速也没用，和计算无关。”

王猛又接着问道：“感觉听你说芯片技术原理挺简单的，为什么造芯片那么难呢？芯片是怎么制造的？”

叶枫想了想说道：“芯片制造简单的说可以分为四步。第一步先制造硅晶圆。半导体产业的最上游是硅晶圆制造。事实上，上游的硅晶圆产业又是由三个子产业形成的，依序为硅的初步纯化、多晶硅的制造、硅晶圆制造。”

“硅的初步纯化是将石英砂(SiO2)转化成冶金级硅(硅纯度98%以上)。然后将硅制造成多晶硅。制作方法是将冶金级硅制成多晶硅。这里的多晶硅可分成两种：高纯度(99.999999999%，11N)与低纯度(99.99999%，7N)两种。”

“高纯度是用来制做IC等精密电路IC，俗称半导体等级多晶硅；低纯度则是用来制做太阳能电池的，俗称太阳能等级多晶硅。最后制作成硅晶圆。”

“方法是：将多晶硅制成硅晶圆。硅晶圆又可分成单晶硅晶圆与多晶硅晶圆两种。一般来说，IC制造用的硅晶圆都是单晶硅晶圆，而太阳能电池制造用的硅晶圆则是单晶硅晶圆与多晶硅晶圆皆有。一般来说，单晶硅的效率会较多晶硅高，当然成本也较高。”

“第二步IC设计。简单来讲，IC设计可分成几个步骤，依序为：规格制定、逻辑设计、电路布局、布局后模拟、光罩制作。”

“第三步IC制造。IC制造的流程较复杂，但其实IC制造就只做一件事而已：把光罩上的电路图转移到晶圆上。它的过程其实和传统相片的制造过程非常类似。”

“IC制造的步骤是：薄膜、光阻、显影、蚀刻、光阻去除，然后不断的循环数十次。薄膜工艺是镀上金属，实际上不一定是金属有时候是氧化硅等；光阻工艺是在晶圆上涂上一层光阻(感光层)；显影工艺是用强光透过光罩后照在晶圆上；蚀刻工艺是把没有光阻覆盖的薄膜冲蚀；光阻去除工艺是把上面的光阻去除，留下的薄膜部分就是电路图了。”

“当然，实际的过程没那么简单。实际的情形是光罩是由好几十层构成的，而每层需要的材质也不一样。也就是说，薄膜那一层需用不同的材质。譬如说，SiO2。”

“第四步IC封测。封测包括封装和测试。封装的流程大致如下：切割、黏贴、焊接、模封。切割是第一步就是把IC制造公司送来的一片片晶圆切割成一颗颗长方形的IC。黏贴是把IC黏贴到PCB板上。焊接是把IC的小接脚焊接到PCB上，这样才和大PCB(如主机板)相容。模封就是把接脚模封起来。接下来就是测试。”

“以上只是简单描述芯片制造过程。实际上芯片制造要复杂的多。仅前道工艺就需要三四百道工艺。外延沉积、化学气相沉积、胶光刻工艺、光刻成像、等离子刻蚀、离子注入、干式剥离等等很多工艺都存在技术壁垒。”

王猛吃惊的看着叶枫说道：“我去，这小玩意竟然做起来这么复杂。”

叶枫更加吃惊，暗道：“他听懂了么？他真的听懂了？”

其实王猛并没有听懂，只是觉得听着都很复杂，应该就很复杂。

叶枫摇摇头道：“算