如何看待格芯推出300mm硅鍺晶圓工藝技術?

小超哥750


說到晶圓這個話題,是非常專業了的,那麼晶圓是什麼呢?這裡先放一下,我們來回顧一下今年早些時候中興通信事件,大家還記憶猶新:美國特朗普政府通過政府法令,禁止美國公司向中國中興通信公司提供芯片和服務,而芯片製造業本身就是我國的弱項,目前全球最大的芯片生產商是三星公司,從2017年,三星首次超過Intel成為第一大芯片生產商。而製造加工芯片,最大的廠商是臺灣積體電子有限公司(臺積電)。芯片又是什麼呢?簡單的說芯片是一種廣義的稱呼方法,是超大規模集成電路的一種“時尚”名稱,例如我們手機中的處理器、計算機中的CPU、存儲器這些大規模的集成電路,就稱為芯片。中興通信生產通信設備上游公司提供的芯片的基礎上實現的。從這一點看來,我國由於歷史原因,電子工業起步晚、技術薄弱,從設計、製造芯片都是落後的,那麼要製造芯片就不得不提到“晶圓”。晶圓製造是生產芯片的一個環節,

按半導體制造流程,可分為硅片製造、晶圓製造、封裝測試三個環節,晶圓製造設備佔比最高。設備中的70%以上是晶圓的製造設備,簡單的說芯片的製造過程:首先是需要從地球上含量眾多分佈最多最廣的沙子中,提煉出硅,製造出硅柱(也稱硅棒)然後把硅棒切割成一片一片的硅片經過打磨拋光後,每一片就叫做“晶圓”,在每一片晶圓上加工出很多獨立的功能相同的單元來,然後把每個單元切割下來,進行封裝或後封裝,這樣就的到我集成電路,也就是大家稱呼的“芯片”。晶圓製造設備中,光刻機、刻蝕機和薄膜沉積設備為核心設備,分別佔晶圓製造環節的約30%、25%和25%。而要保證芯片了質量和數量,就要發展面積,面積越大,效率越高,例如題目中所說的300mm晶圓,就是指的12英寸晶圓,晶圓越大,每一片上能製造出的芯片數量就多,損耗就小,在2017年之前,芯片工藝一直是Intel領先,從Intel公司於1968年成立以來,到2018年50年時間,Intel從2英寸晶圓到1972年的3英寸晶圓到1976年4英寸晶圓、1983年6英寸晶圓、1993年8英寸晶圓,一直到今天的12英寸晶圓,一直在不斷進步。所以晶圓製造是半導體中的關鍵技術。全球範圍內,到2016年底,總共有98家能量產12英寸晶圓的廠家,而200mm(8英寸)的晶圓目前也屬於主流,當要製作超大規模集成電路,例如計算機的CPU,那麼300mm晶圓將比200mm晶圓獲得跟高的效益。傳統晶圓採用硅材料製造,而我們知道,通常半導體器件製造有硅和鍺兩種材料,硅穩定性高,但硅半導體門檻電壓和導通壓降都比鍺半導體高,而鍺半導體由於穩定性問題,在採用上不及硅材料,大面積鍺晶圓的問世,將會給芯片帶來低電壓,低功耗,高速度的好處,而位於美國聖克拉拉的格芯(筆者曾參觀過這家公司)推出了300mm晶圓,意味著將來的芯片將會功耗更低、速度更快。下圖一是Intel公司的12英寸晶圓樣品。圖二是用於生產Intel I7處理器的12英寸晶圓,圖三是12英寸硅棒。圖片都由筆者在美國Intel公司拍攝。


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