Виробництво мікросхем: метаморфоза зерна піску

В основі смартфонів, комп’ютерів та автомобілів приховані мікросхеми розміром нігтів. Вони складаються з ланцюгів у тисячу разів тонше, ніж людське волосся, а виробничий процес схожий на вирізання мегапозиції в зерно рису. Далі наведено весь процес чіпа від кремнезему до готового продукту:

Фаза 1: Проектувати план

IC Design

Дизайнерський будинок (Дизайн Дім) Використовуйте програмне забезпечення для малювання схем та завершення макета мільярдів транзисторів

ВІДПОВІДЬ: Заключні дані про проектування доставляються на фабрику маски

3. Виробництво маски

Літографічна машина стверджує схему схеми на кварцовій пластині (Photomask)

Набір вдосконалених мікросхем вимагає 80-120 масок, кожна вартість понад 50 000 доларів

Фаза 2: нанорозмірний гравірування FAB (FAB).

Підготовка сировини

Очищення кремнію: пісок і гравій виплавлять у кремнієві злитки 99,9999% чистоти (злиток)

Нарізка вафель: Кремнієві злитки розрізають на вафлі товщиною 0,7 мм (вафлі), розміром мейнстріму 300 мм (12 дюймів)

Основний виробничий цикл (40-100 повторень)

Окислення/осадження: Окислення високої температури з утворенням ізоляційного шару (окислення)

Фільми осадження пари (CVD/PVD)

Літографія - "душевний крок" чіпів:

Фоторесист → Літо → Розробка

Графічне травлення:

Оберніть оголену площу плазмою (etch)

Іонна імплантація змінює напівпровідникові властивості (іонна імплантація)

Мийте і вийміть клей:

Видалення фоторезистів

Прибирання

0040-01973 Rev.004 Камерна дна сяйво 200 мм RTPW

Фаза 3: Тест та упаковка

Тест CP:

Зондійна станція контактує з штифтами чіпу, щоб екранувати невдалі схеми (тест на Wat)

Погані чіпси позначені як чорнильні точки (маркування чорнила)

Виріжте пакет:

(Закріплення), (провідне скріплення), (пакет)

Проводиться лазерне різання вафель на незалежні фабрики упаковки чіпів (DIing)

Кінцевий тест:

FT Тест: імітує фактичне робоче середовище

Тест на опік: Висока температура та старіння високого тиску для екрану для ранньої несправності

0040-31942 Камера Камера, травлення, оксид, бічний газ

Цифровий шифр для виробництва мікросхем

Умови	Ключові фігури
Вафля	12-дюймова вафля може вирізати 500+ мікросхеми
Чистий номер	Чистота повітря в 1000 разів вище, ніж у операційній
Час	Від кремнієвого піску до готового продукту займає близько 3 місяців
Вартість	5 -нм FAB коштує 20 мільярдів доларів

Виготовлення чіпів - це диво фізики та інженерії: воно маніпулює атомами на нанорозмірному масштабі та передає інформацію з проводами в 100 разів тонше, ніж павутинний шовк. Коли ви читаєте цю статтю на своєму мобільному телефоні, ви проводите найскладнішу створення людства у долоні - ця «симфонія на основі кремнію», що перевозить десятки мільярдів транзисторів, що є кристалізацією науки та технологій після суворого тестування тисяч процесів.