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。接下来,详细为你说下“芯片是如何制造的 全球十大芯片公司排名”

 

一、芯片是如何制造的

1、沉积
沉积步骤从晶圆开始,晶圆是从99.99%的纯硅圆柱体(也叫“硅锭”)上切下来的,并被打磨得极为光滑,然后再根据结构需求将导体、绝缘体或半导体材料薄膜沉积到晶圆上,以便能在上面印制第一层。这一重要步骤通常被称为 "沉积"。
随着芯片变得越来越小,在晶圆上印制图案变得更加复杂。沉积、刻蚀和光刻技术的进步是让芯片不断变小,从而推动摩尔定律不断延续的关键。这包括使用新的材料让沉积过程变得更为精准的创新技术。
2、光刻胶涂覆
晶圆随后会被涂覆光敏材料“光刻胶”(也叫“光阻”)。光刻胶也分为两种——“正性光刻胶”和“负性光刻胶”。
正性和负性光刻胶的主要区别在于材料的化学结构和光刻胶对光的反应方式。对于正性光刻胶,暴露在紫外线下的区域会改变结构,变得更容易溶解从而为刻蚀和沉积做好准备。负性光刻胶则正好相反,受光照射的区域会聚合,这会使其变得更难溶解。正性光刻胶在半导体制造中使用得最多,因其可以达到更高的分辨率,从而让它成为光刻阶段更好的选择。现在世界上有不少公司生产用于半导体制造的光刻胶。
3、光刻
光刻在芯片制造过程中至关重要,因为它决定了芯片上的晶体管可以做到多小。在这个阶段,晶圆会被放入光刻机中(没错,就是ASML生产的产品),被暴露在深紫外光(DUV)下。很多时候他们的精细程度比沙粒还要小几千倍。
光线会通过“掩模版”投射到晶圆上,光刻机的光学系统(DUV系统的透镜)将掩模版上设计好的电路图案缩小并聚焦到晶圆上的光刻胶。如之前介绍的那样,当光线照射到光刻胶上时,会产生化学变化,将掩模版上的图案印制到光刻胶涂层上。
使曝光的图案完全正确是一项棘手的任务,粒子干扰、折射和其他物理或化学缺陷都有可能在这一过程中发生。这就是为什么有时候我们需要通过特地修正掩模版上的图案来优化最终的曝光图案,让印制出来的图案成为我们所需要的样子。我们的系统通过“计算光刻”将算法模型与光刻机、测试晶圆的数据相结合,从而生成一个和最终曝光图案完全不同的掩模版设计,但这正是我们想要达到的,因为只有这样才能得到所需要的曝光图案。
4、刻蚀
下一步是去除退化的光刻胶,以显示出预期的图案。在"刻蚀"过程中,晶圆被烘烤和显影,一些光刻胶被洗掉,从而显示出一个开放通道的3D图案。刻蚀工艺必须在不影响芯片结构的整体完整性和稳定性的情况下,精准且一致地形成导电特征。先进的刻蚀技术使芯片制造商能够使用双倍、四倍和基于间隔的图案来创造出现代芯片设计的微小尺寸。
和光刻胶一样,刻蚀也分为“干式”和“湿式”两种。干式刻蚀使用气体来确定晶圆上的暴露图案。湿式刻蚀通过化学方法来清洗晶圆。
一个芯片有几十层,因此必须仔细控制刻蚀,以免损坏多层芯片结构的底层。如果蚀刻的目的是在结构中创建一个空腔,那就需要确保空腔的深度完全正确。一些高达175层的芯片设计,如3D NAND,刻蚀步骤就显得格外重要和困难。
5、离子注入
一旦图案被刻蚀在晶圆上,晶圆会受到正离子或负离子的轰击,以调整部分图案的导电特性。作为晶圆的材料,原料硅不是完美的绝缘体,也不是完美的导体。硅的导电性能介于两者之间。
将带电离子引导到硅晶体中,让电的流动可以被控制,从而创造出芯片基本构件的电子开关——晶体管,这就是 "离子化",也被称为 "离子注入"。在该层被离子化后,剩余的用于保护不被刻蚀区域的光刻胶将被移除。
在一块晶圆上制造出芯片需要经过上千道工序,从设计到生产需要三个多月的时间。为了把芯片从晶圆上取出来,要用金刚石锯将其切成单个芯片。这些被称为“裸晶”的芯片是从12英寸的晶圆上分割出来的,12英寸晶圆是半导体制造中最常用的尺寸,由于芯片的尺寸各不相同,有的晶圆可以包含数千个芯片,而有的只包含几十个。
这些裸晶随后会被放置在“基板”上——这种基板使用金属箔将裸晶的输入和输出信号引导到系统的其他部分。然后我们会为它盖上具有“均热片”的盖子,均热片是一种小的扁平状金属保护容器,里面装有冷却液,确保芯片可以在运行中保持冷却。

芯片是如何制造的

二、全球十大芯片公司排名

1.高通(美国)。这应该是目前知名度最高的芯片品牌之一了。著名的骁龙系列手机处理器就是高通成产品,基本上小米、乐视、华为等公司都在用。
2.安华高(新加坡)。新加坡的一家设计、研发并向全球客户广泛提供各种模拟半导体设备的供应商,公司主要提供复合 III-V 半导体产品。
3.联发科(中国台湾)。中国台湾的一家芯片科技公司,目前很多中低端的智能手机用的都是联发科的处理器。
4.英伟达(美国)。Nvidia 创立于1993年1月,是一家以设计智核芯片组为主的无晶圆(Fabless)IC半导体公司,也是全球图形技术和数字媒体处理器行业领导厂商。
5.超威科技(美国)。也就是大家熟知的AMD,该公司专门为计算机、通信和消费电子行业设计和制造各种创新的微处理器、闪存和低功率处理器解决方案。
6.海思科技(中国大陆)。华为海思科技的产品覆盖无线网络、固定网络、数字媒体等领域的芯片及解决方案,目前不少华为的手机用的就是华为海思自己的处理器。
 7.台积电(中国台湾)。台积电跟苹果并列第七。它是中国台湾一家半导体制造公司,成立于1987年,是全球第一家、以及最大的专业集成电路制造服务(晶圆代工)企业。
 8.苹果公司(美国)。苹果公司的芯片只用于它自己的手机,因为苹果手机的销量很高,所以苹果的芯片出货量和研发能力很强。
 9.美满科技(美国)。美满科技全球顶尖的无晶圆厂半导体公司之一,也是全球发展最快的半导体公司之一。
10.赛灵思科技(美国)。Xilinx(赛灵思)是全球领先的可编程逻辑完整解决方案的供应商。
11.展讯科技(中国大陆)。隶属紫光科技集团有限公司,也就是大家熟知的清华紫光集团。展讯致力于智能手机、功能型手机及其他消费电子产品的手机芯片平台开发,产品支持2G、3G及4G无线通讯标准。

全球十大芯片公司排名