芯片制造

1. 中国芯片制造三巨头是什么

1、英特尔

成立时间：1968年

总部：美国加州圣格拉拉

英特尔是一家成立于1968年的个人计算机零件和CPU制造商，拥有50年的市场领导历史，在1971年推出第一个微处理器，就为世界带来了计算机和互联网的革命。

(1)芯片制造扩展阅读

英特尔芯片系列：

440系列 - 其中440BX是奔腾2时期的经典之作

810系列 - 这是Intel第一款款采用集成显卡的芯片组。不支援AGP,使得不能升级显卡。

815系列 - 是奔腾III处理器的不二选择，其中815EP B-Step（又称815EPT）正式支持图拉丁（Tualatin）核心的CPU。

850系列 - 早期的850是为了配合奔腾4的仓促上市而设计的，采用不成熟的Socket423插座并搭配昂贵的RAMBUS内存使得它与Socket423的奔腾4同时被淘汰出局。新的850E后来作为工作站级别的芯片组上市。

845系列 - 为了摒弃昂贵的RAMBUS内存而设计的搭配SDRAM内存的芯片组。随着DDR内存的上市，英特尔又推出了845D以及后续的845E、845G等芯片组。

2. 芯片是如何制造的

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。

首先是芯片设计，根据设计的需求，生成的“图样”

1，芯片的原料晶圆

晶圆的成分是硅，硅是由石英沙所精练出来的，晶圆便是硅元素加以纯化（99.999%），接着是将些纯硅制成硅晶棒，成为制造集成电路的石英半导体的材料，将其切片就是芯片制作具体需要的晶圆。晶圆越薄，成产的成本越低，但对工艺就要求的越高。

2，晶圆涂膜

晶圆涂膜能抵抗氧化以及耐温能力，其材料为光阻的一种，

3，晶圆光刻显影、蚀刻

该过程使用了对紫外光敏感的化学物质，即遇紫外光则变软。通过控制遮光物的位置可以得到芯片的外形。在硅晶片涂上光致抗蚀剂，使得其遇紫外光就会溶解。这是可以用上第一份遮光物，使得紫外光直射的部分被溶解，这溶解部分接着可用溶剂将其冲走。这样剩下的部分就与遮光物的形状一样了，而这效果正是我们所要的。这样就得到我们所需要的二氧化硅层。

4、搀加杂质

将晶圆中植入离子，生成相应的P、N类半导体。

具体工艺是是从硅片上暴露的区域开始，放入化学离子混合液中。这一工艺将改变搀杂区的导电方式，使每个晶体管可以通、断、或携带数据。简单的芯片可以只用一层，但复杂的芯片通常有很多层，这时候将这一流程不断的重复，不同层可通过开启窗口联接起来。这一点类似所层PCB板的制作制作原理。更为复杂的芯片可能需要多个二氧化硅层，这时候通过重复光刻以及上面流程来实现，形成一个立体的结构。

5、晶圆测试

经过上面的几道工艺之后，晶圆上就形成了一个个格状的晶粒。通过针测的方式对每个晶粒进行电气特性检测。一般每个芯片的拥有的晶粒数量是庞大的，组织一次针测试模式是非常复杂的过程，这要求了在生产的时候尽量是同等芯片规格构造的型号的大批量的生产。数量越大相对成本就会越低，这也是为什么主流芯片器件造价低的一个因素。

6、封装

将制造完成晶圆固定，绑定引脚，按照需求去制作成各种不同的封装形式，这就是同种芯片内核可以有不同的封装形式的原因。比如：DIP、QFP、PLCC、QFN等等。这里主要是由用户的应用习惯、应用环境、市场形式等外围因素来决定的。

7、测试、包装

经过上述工艺流程以后，芯片制作就已经全部完成了，这一步骤是将芯片进行测试、剔除不良品，以及包装。

3. 芯片是怎么做成的

芯片内部制造工艺：

芯片制造的整个过程包括芯片设计、芯片制造、封装制造、测试等。芯片制造过程特别复杂。

首先是芯片设计，根据设计要求，生成“图案”

1、晶片材料

硅片的成分是硅，硅由石英砂精制而成。硅片经硅元素（99．999％）提纯后制成硅棒，成为制造集成电路的石英半导体材料。芯片是芯片制造所需的特定晶片。晶圆越薄，生产成本就越低，但对工艺的要求就越高。

2、晶圆涂层

晶圆涂层可以抵抗氧化和温度，其材料是一种光致抗蚀剂。

3、晶圆光刻显影、蚀刻

首先，在晶圆（或基板）表面涂覆一层光刻胶并干燥。干燥的晶片被转移到光刻机上。通过掩模，光将掩模上的图案投射到晶圆表面的光刻胶上，实现曝光和化学发光反应。曝光后的晶圆进行二次烘烤，即所谓曝光后烘烤，烘烤后的光化学反应更为充分。

最后，显影剂被喷在晶圆表面的光刻胶上以形成曝光图案。显影后，掩模上的图案保留在光刻胶上。糊化、烘烤和显影都是在均质显影剂中完成的，曝光是在平版印刷机中完成的。均化显影机和光刻机一般都是在线操作，晶片通过机械手在各单元和机器之间传送。

整个曝光显影系统是封闭的，晶片不直接暴露在周围环境中，以减少环境中有害成分对光刻胶和光化学反应的影响。

4、添加杂质

相应的p和n半导体是通过向晶圆中注入离子而形成的。

具体工艺是从硅片上的裸露区域开始，将其放入化学离子混合物中。这个过程将改变掺杂区的传导模式，使每个晶体管都能打开、关闭或携带数据。一个简单的芯片只能使用一层，但一个复杂的芯片通常有许多层。

此时，该过程连续重复，通过打开窗口可以连接不同的层。这与多层pcb的制造原理类似。更复杂的芯片可能需要多个二氧化硅层。此时，它是通过重复光刻和上述工艺来实现的，形成一个三维结构。

5、晶圆

经过上述处理后，晶圆上形成点阵状晶粒。用针法测试了各晶粒的电学性能。一般来说，每个芯片都有大量的晶粒，组织一次pin测试模式是一个非常复杂的过程，这就要求尽可能批量生产相同规格型号的芯片。数量越大，相对成本就越低，这也是主流芯片设备成本低的一个因素。6、封装

同一片芯片芯可以有不同的封装形式，其原因是晶片固定，引脚捆绑，根据需要制作不同的封装形式。例如：DIP、QFP、PLCC、QFN等，这主要取决于用户的应用习惯、应用环境、市场形态等外围因素。

6、测试和包装

经过上述过程，芯片生产已经完成。这一步是测试芯片，去除有缺陷的产品，并包装。

(3)芯片制造扩展阅读：

芯片组是一组集成电路“芯片”一起工作，并作为产品销售。它负责将计算机的核心微处理器与机器的其他部件连接起来。它是决定主板级别的重要组件。过去，芯片组是由多个芯片组成，逐渐简化为两个芯片。

在计算机领域，芯片组通常是指计算机主板或扩展卡上的芯片。在讨论基于英特尔奔腾处理器的个人电脑时，芯片组这个词通常指两种主要的主板芯片组：北桥和南桥。芯片组制造商可以，而且通常是独立于主板的。

例如，PC主板芯片组包括NVIDIA的NFORCE芯片组和威盛电子公司的KT880，它们都是为AMD处理器或许多英特尔芯片组开发的。

单芯片芯片组已经推出多年，如sis 730。

4. 中国为何不能生产芯片

实际上中国已经能生产自己的芯片。

例如，华为拥有自己的麒麟和Ascend芯片。第二家中国制造商紫光展锐也准备明年将5G芯片推向市场。小米和阿里巴巴也在这方面有所发展。

然而，有学者认为，完全取代外国芯片是不容易的：“全面替代国外的产品还是一个比较漫长的过程。

因为半导体属于高技术产业，在许多方面的要求都很高。首先是设备，即设备的国产化问题。众所周知，半导体的制造工艺极其复杂，工序非常多；

然而目前在每道工序中，能够产业化的、被企业应用的国产设备却很少。因为制造这些设备需要积累许多技术，在短时间内是很难达成的。同时，半导体行业需要很多人才。这些都是需要花费较长的时间，并不是投资便能够立刻解决的问题。”

(4)芯片制造扩展阅读

中国完全依靠自己的技术生产芯片和半导体，至少还需要5-10年的时间。另一方面，西方的竞争对手也不会原地踏步，将不断完善自己的技术。因此，未来十年争夺全球芯片生产领先地位的博弈将会异常激烈。

芯片和半导体是现代电子产品的基础。没有它们就不能生产电脑、智能手机、电视和许多类型的家用电器。

对这些产品的主要需求在中国。根据美国集成电路研究公司的数据，中国去年占据了全球半导体份额的近60%。而来自美国战略与国际问题研究中心的数据则显示，这些产品中只有16％在中国生产。

5. 中国能自己制造芯片吗

能。中国拥有龙芯、海思、展讯、神威等一批知名芯片公司和其性能优秀的产品。

2018年6月发布的国际超级计算机排名中，中国“神威·太湖之光”再次夺冠，而铸就其冠军之尊的是地道的“中国芯”，在其小小薄块上，集成了260个运算中心，数十亿晶体管。其单芯片计算能力相当于3台2000年世界顶级超算。除了神威之外，中国还拥有了龙芯、海思、展讯等一批知名芯片公司和其性能优秀的产品。

这些成就得益于我国集成电路技术的大发展。叶甜春总结说，通过实施相关专项，集成电路高端装备和材料从无到有，填补了产业链空白，形成良性发展的产业生态；制造工艺与封装集成由弱渐强，技术水平实现跨越，国际竞争力大幅提升，制造的智能手机、通讯设备、智能卡等芯片产品大批量进入市场；创新发明不断涌现，形成了自主知识产权体系。

(5)芯片制造扩展阅读：

中国将继续是全球最有活力的经济体，中国市场将继续是世界信息产业最大市场，这些必将赋予“中国芯”和集成电路科技和产业更多爬坡过坎的能量。而在实施国家科技重大专项过程中积累了“创新链、产业链、金融链”协同发展的经验，摸索出“下游考核上游，整机考核部件，应用考核技术，市场考核产品”的考核机制，为进一步发展奠定了坚实基础。

作为“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”国家科技重大专项技术总师，叶甜春透露说，专项已经在14纳米装备、工艺、封装、材料等方面进行了系统部署，预计2018年将全面进入产业化阶段。“十三五”时期，专项将重点支持7-5纳米工艺以及三维存储器等大宗战略性产品和国际先进技术的研发。

根据相关规划，中国集成电路产业链主要环节到2030年将达到国际先进水平，一批企业将进入国际第一梯队，实现最终跨越。集成电路制造技术代表当今世界微细制造的最高水平，可谓集人类超精细加工技术之大成。可以期待的是，随着科研人员和信息产业界的努力，中国在集成电路超精细加工领域将向着更高水平挺进，强劲的“中国芯”将有望造福全世界。