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芯片製造流程：
1、設計商設計好芯片，這涉及到用什麼架構，用什麼指令集，好讓晶體管能讀懂信號，聽從指揮。設計完成後，就有了施工的“圖紙”。
2、芯片加工：生產商按圖施工。由於加工對象太小，必須用專門設備。主要是光刻機、刻蝕機、清洗機、等離子注入機等。光刻機負責把圖紙畫到硅片上。刻蝕機負責雕刻。清洗機負責清理雜物。由於電路複雜，要進行多次循環，畫圖--雕刻---清洗----再畫圖----再雕刻----在清洗----。重複幾十遍。最後雕刻完成。有些芯片還需要組裝、拼接，最後用等離子注入機封裝，把集成電路保護起來。最後測試合格後，一個成品芯片就完成了。
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小小芯片上的上千萬個晶體管是怎麼裝上去怎麼工作的？人類真牛啊？
最早的計算機和CPU確實是一個個晶體管電線連接而成。據相關資料表明，最早的計算機體積非常大，用了18000個電子管，佔地150平方米，重達30噸，耗電功率約150千瓦，每秒鐘可進行5000次運算。雖然運算能力對於現代來講不咋樣，但是在那個年代是非常牛了，現在普通家庭的計算機計算能力每秒可達到1萬億次以上。
現在我們所用的芯片上面，成千上萬個晶體管並不是一個一個裝上去的，那麼小的零件，沒辦法一個個裝上去。至少目前的工藝水平是達不到的，即使能達到這樣的精度，做出來的不良品也高的驚人。試想一下，一個CPU上面有上億個零件，只要有一個零件品質或者裝配有問題就會不合格。
那它到底是怎麼做出了的呢？其實它是通過光刻、顯影、腐蝕等步驟一步一步製造出來的。我也沒在CPU公式上過班，不過在柔性電路板公司工作過一段時間，大概給大家介紹一下吧。如果有不準確的地方，歡迎大家指正。
準備工作
芯片CPU主要成分是硅，而沙子中硅含量非常高，但是是以二氧化硅(SiO2)的形式存在。為了得到純淨的硅，把沙子通過提純去除沙子中的鈣、鎂等雜質。再通過碳脫氧還原得到純淨的硅，最好再經過淨化就得到了單晶硅棒。單晶硅棒呈圓柱狀，硅純度非常高，99.999%以上。
第一階段（晶體管制造）
切片：把單晶硅棒切成薄片，單晶薄片一般直徑為200mm，厚0.5-1.5mm。
拋光：把單晶硅片拋光，據說單晶硅片表面平整度在0.2納米以上，比我們平常用的鏡子還要亮100倍。這就是我們常說的晶圓。晶圓是CPU處理器的基礎，一個晶圓上可以做成千上百個處理器。
沉澱：通過沉澱方法在單晶硅片上沉澱一層二氧化硅，再沉澱一層氮化硅。
滴膠：滴上光刻膠，利用旋塗技術把光刻膠均勻塗抹在晶圓的表面，讓晶圓表面形成一層光刻膠薄膜。光刻膠主要是用來保護表面不被顯影液溶解，但是它被曝光（紫外線照射）過後就會變成容易溶解。
光刻：利用掩膜、透鏡把掩模上事先設計好的電路投射到晶圓上。掩模是由透明和不透明的模板製作而成，當紫外光線透過掩模照射，再通過透鏡把電路圖縮小，投射到晶圓上。這個原理就像投影儀，投影是把字放大，這個是把電路圖縮小。
顯影
把光刻的晶圓放入顯影液中，這樣被紫外線照射過的光刻膠就會被腐蝕沖洗掉，沒有被紫外線照射的地方就保留了下來，這個有點像沖洗膠捲。
腐蝕
再把顯影液洗掉，放入腐蝕液中，這樣沒有被光刻膠保護的氧化硅和氮化硅部分就腐蝕掉了。
沖洗以後，放入另外一種腐蝕液中，沒有被光刻膠保護的硅繼續被腐蝕掉一層。
然後填入一層二氧化硅作為絕緣層
再利用碾磨和腐蝕工藝讓硅露出來
接下來就是離子注入工藝了
離子注入
用同樣的方法，在圓晶上塗上光刻膠，再利用光刻、顯影技術，把需要離子注入的部分空出來，其他部分通過光刻膠保護。通過離子束注入到裸露的硅基底上（上圖灰色部分），從而改變硅表面的極性。
再重複上述步驟幾次，作製出柵極絕緣介質、源極與漏極，這樣晶體管就做成啦。接下來就是第二階段。
第二階段（連接各元器件）
同樣用滴膠、光刻、顯影、腐蝕等方法在二氧化硅上開出槽，然後用金屬鎢或銅填充作為各晶體管之間的電線。根據工藝不同，晶體管和連接線簡單的有幾層，複雜的甚至達到幾十層。也就是說還要重複上述步驟幾十次，整個過程甚至達到幾百個步驟。
到此為止，芯片基本上就完成了。
接下來就是把晶圓上一個個芯片分割開來，每一小塊就是CPU的內核。然後放入CPU基板上，利用引線把芯片與封裝引腳連接。再加入蓋子封起來，防止外界灰塵和水汽汙染。
第三階段（檢測）
成品作制完成以後，最後經過各道工序檢測。達不到要求的被丟棄，達到要求以後就可以裝箱出貨了。
現在你應該明白，為什麼做CPU的主要材料就是沙子，但是沙子那麼便宜，而芯片卻那麼貴？
以上就是我的原創回答，如果發現抄襲我的文章，必定追究！
如果還有其他不足，歡迎大家補充！
我是電工學院，專門負責電工培訓、考證；如果你對電工感興趣，可以關注我！如果覺得不錯，記得點贊、評論、轉發！感謝！
電工學院
作為人類工業製造皇冠上的明珠。芯片的製造極其複雜。讓當今99%的國家都望塵莫及。掌握此項製造技術的國家。出於政治和經濟目的。揮舞芯片大棒進行制裁。讓當今的中國也深受其害。
芯片是一個比較狹義的詞語，更準確地來說應該是集成電路。具體含義指的是內含集成電路的硅片。芯片的應用非常廣泛。從我們使用的智能手機電腦。到電視，空調甚至玩具飛機都有芯片。甚至是導彈軍用雷達都離不開它。芯片對一個國家非常重要。甚至關乎到一個國家的生死存亡。
芯片本身是由數以億計的晶體管組成的，芯片能夠放入那麼多的晶體管，內部結構是採用層級堆疊的技術，芯片雖然體積小，但內部結構是錯綜複雜的微電路。就像蓋高樓一樣一層一層的“蓋起來的”。芯片製造主要有五大步驟：硅片製備、芯片製造、芯片測試與挑選、裝配與封裝、終測。
晶體管其實是光刻機光刻或者蝕刻上去的，之後還要以類似的方法做上相應的電路和連線，從而才能保證晶體管的正常通電工作。當然，為了保證晶體管佈局的準確無誤，在芯片製造之前就必須把圖紙或者電子圖設計好。但是製造它的光刻機。全世界只有荷蘭能夠生產。這就難倒了世界上許多的國家。當然能夠製造一顆合格的芯片已經就非常難了。要大規模的生產，並且能夠保證品質，這就更難了。
那芯片是怎麼工作的呢？芯片都是集成放大電路，輸入的信號都是高低電壓，也就是二進編碼，人為編的程序對應這此高低電壓二進制組合排列，通過軟件強制字母對應相應的二進編碼，這個過程很繁索，也很龐大，說白了就是不停的進行二進編碼的變化。
廣元飛龍
有了芯片才讓電子產品插上翅膀，芯片於電子產品等同於發動機於汽車。製造一個芯片的難度不亞於建設一座城市。
顯微鏡下的芯片世界可謂是星羅棋佈，無數細節讓人驚歎不已。一塊指甲蓋大小的芯片，居然包含了上億根晶體管和導線。那麼，如此精密的設備是如何被生產出來的呢？圖3到圖6可以幫你大致理解流程。
蜂窩Plus
感謝您的閱讀！
我們為什麼那麼在意光刻機呢？為什麼因為沒有ASML的光刻機，而備受“煎熬”呢？這裡就涉及到芯片一個重要的內容——光刻。當然，我們知道的光刻機，實際上也被稱為模對準曝光機，曝光系統！
意思是通過光刻機，再利用紫外線通過模版去除晶圓表面的保護膜。
所以，除了這種造價昂貴的光刻機之外，一塊芯片，想要真正的實現上千萬個晶體管都安裝在芯片上，它一定是需要多種程序共同協作的。
通過硅原料——通過熔鍊，並且經過拉晶，形成硅晶柱——並且形成硅錠以後，用鑽石刀將它橫切成圓片，形成硅晶圓。
我們在這塊圓形片中，塗上光刻膠，然而在通過紫外線透過掩膜，刻出預先設計的電路圖案——再經過蝕刻，將主要是化學物質溶解掉不需要的部分。
其實，光刻，蝕刻的過程就是晶體管注入的過程，特別是蝕刻以後，離子注入，最後切割，封裝等等動作。
實際上，我們能夠看到芯片製作的難度，人類在一個一個的克服，可是你也發現了一些問題，比如說我們現在缺乏的光刻機，一直在被國外壟斷，因為一些外部因素，導致我們在芯片工藝中還處於劣勢，比如即使現在的上海微電子，也不過是90nm的光刻機，這種劣勢如果不能過夠打破，終究還是被外國技術鉗制。
這是我們未來很難，且必須打破的禁錮，芯片製作困難，而打破這種禁錮更困難。
LeoGo科技
問題：小小芯片上的上千萬個晶體管是怎麼裝上去怎麼工作的？人類真牛啊？
回答：早起的芯片會是這樣的，因為當時的電腦整整一個機房這麼大，但是到了後期，已經慢慢發展成納米級別的集成電路了。
在電腦剛剛出現的時候，尤其是實際上第一臺電腦，確實是一個一個晶體管的安裝的，佔地面積整整一個機房，好幾十噸。
但是，你不得不感嘆科技的發展速度實在太快了，現在的芯片的製程是按照納米來計算的。
如果這種精細程度上還是按照人手或者機器來安裝的話，那麼成本實在太高，因為精度要求非常高，根本不可能大批量的普及，自然也沒有計算機的普及。
首先，先是把沙子做成了硅京晶片，硅晶片(如英特爾硅晶片)遭受超強真空處理、“化學浴”浸泡、高能等離子體加工、紫外光照射等一系列步驟，同時還要使硅晶片經過數百個製造階段，從而將它們變成CPU、存儲器片、圖形處理器等。
首先，先是把沙子變成了單晶硅棒，你覺得成本很低？不是的，因為它的純度很高的，所以實際的成本並不低。
隨著硅晶片被送進製造車間，它將經過多達250個不同步驟的處理。這些步驟包括給各種材料覆上一層薄膜，接著蝕刻以製成晶體管。
芯片製造的核心技術是平版印刷(光刻)，通過玻璃光掩膜，使紫外光照射表面塗有光刻膠(一種有機化合物)的硅襯底上。在紫外光照射穿透的地方，光刻膠的化學特性會被削弱，使硅晶片表面留下圖案。接著，硅晶片會被送入一個“化學浴室”，在暴露在外的硅襯底上蝕刻溝槽，同時光刻膠覆蓋的區域不會受到任何影響。
這裡是最難的，成本有多高真的無法形容。
然後就進行填充，在去除了光刻膠以後，其他設備會用各種材料填補溝槽，離子注入的部分空出來，其他部分通過光刻膠保護。
然後把打開的芯片進行切割，切割成一個一個的小芯片，然後把不同的功能組合起來，最後進行測試和包裝，再拿過來出售的。
太平洋電腦網
追本溯源，絕大多數的芯片是從沙子中來的。沙子是如何經歷千辛萬苦搖身一變，成為價格不菲的芯片呢？下文具體說一說芯片是如何製作的。
沙子變成CPU要經歷：製作晶圓、前工程、G/W檢測、後工程、篩選封裝這5個大的流程，細化之後又分為18個比較小的步驟，如上圖所示，經過上述步驟後，沙子就變成了芯片。
第一步：製作晶圓
嚴格來說，半導體的主要材料是硅元素，硅元素在地球上的儲量僅次於氧元素，硅元素是製作集成電路最優質的原材料。可以說，沙漠這種能大量提供沙子的地方，已經成為優質硅元素的重要來源。
1）硅提純
沙子的主要成分是二氧化硅，而芯片製造要用到其中的硅元素，也就是單晶硅。這一步需要將硅元素從沙子中提取出來。
目前，主要的提純手段是將沙子和焦煤放到1800℃的環境中，二氧化硅還原成純度為98%的單質硅，然後用氯化氫提純出99.99%的多晶硅，接著進一步提純99.999999999%的單晶硅。
2）製作硅錠
目前，製作硅錠的方法主要是直拉法，高溫液體的硅元素中加入籽晶，提供晶體生長的中心，晶體慢慢向上提升，同時以一定的速度繞著升軸旋轉，單晶硅錠就這樣形成了。
3）切割硅錠
圓柱體的硅錠還不能用來製作芯片，需要將硅錠切割成1mm厚的圓片，也就是我們常說的晶圓。切割工具是“鑽石鋸”，價值連城啊。
下圖顯示了已經切割完成的晶圓，晶圓上還有一個缺口：第一是為了定出晶圓的方向，第二，為了運輸拆卸方便。
4）研磨晶圓
切割出的晶圓表面不光滑，需要仔細研磨，打磨因切割造成的凹凸不平的表面。研磨後，還需要用特殊的化學技術進行清洗，最後拋光，到了這一步，晶圓才製作完成。
第二步：前工程
前工程的主要流程是在晶圓上製作出帶有電路的芯片，其中要用到光刻機，世界上最先進的EUV光刻機，只有荷蘭的ASML能夠生產。
1）塗抹光刻膠
這一步將光刻膠塗抹到晶圓上，光刻膠是一種感光材料，受到光線照射後會發生化學反應。將光刻膠滴到晶圓上，通過高速旋轉均勻一致的覆蓋到晶圓上，呈一層薄膜。
2）紫外線照射
這一步進入光刻工藝，需要用到光刻機，是整個CPU製作環節，最複雜、成本最高的。將紫外線通過預先設計好的電路圖案磨具，照射到光刻膠上，達到電路圖複製的目的。
3）光刻膠溶解
這一步主要是為了溶解經過紫外線照射的光刻膠，未被照射的部分會完整保留下來。溶解後完成的晶圓經過沖洗、熱處理後進入下一個環節。
4）蝕刻
將晶圓放到特殊的蝕刻槽中，通過藥劑的腐蝕作用，將暴露在藥劑中的晶圓進行蝕刻。蝕刻完成後，整個晶圓的首層電路圖就完成了。
目前，大多數的芯片晶體管採用了FINFET工藝，單層處理可能無法做出所需要的圖案，要經過多次的“塗膠-光刻-溶解”，才能獲得最終需要的3D晶體管結構，如下圖所示，顯示了一個晶體管的結構。
5）離子注入
蝕刻完成的晶圓，不具備芯片所需的電氣特性，需要強行將離子注入到晶圓內部，用於控制內部導電類型。經過這一步，晶圓內部的某些硅原子替換成了其他院子，產生了自由電子和空穴的性能。
6）絕緣層處理
到了這一步，晶體管的雛形基本完成，利用氣相沉積法在硅晶圓的表面沉積一層氧化硅膜，形成絕緣層。
7)沉澱銅層
將銅均勻的沉積到絕緣層，下一步可直接在銅層上佈線。需要再次用到光刻機，對銅層進行雕刻，形成源極、漏極、柵極。
8）構建互聯銅層
這一步主要是將晶體管連接起來，也需要經過銅層沉積-光刻-蝕刻開孔-沉積絕緣層等步驟，最終形成非常複雜的多層電路網絡。實際最終完成的電路結構會高達幾十層。
第三步：G/W檢測
G/W檢測，用於檢測晶圓上的每塊芯片是否合格。通過探針，輸入信號，檢測輸出端的信號，確定芯片是否合格。
第四步：後工程
1）晶圓切片
使用0.2mm的“鑽石鋸”對晶圓進行切割，切割後的每一小塊晶圓（指甲殼大小）都單獨成為一個CPU內核，這個過程會有很多破損的芯片，被直接丟棄。
2）內核裝片固定
切割完成的芯片，也就是CPU內核，無法直接使用，需要將內核固定到基片電路。
第五步：篩選封裝
1）封裝
這一步給固定好的內核裝片，安裝一個可以使用的外殼，這個外殼不僅提供固定作用，還可以保護芯片，封裝基板的觸點與內核裝片一一對應，比如intel的LGA封裝技術。
2）等級篩選
新的CPU誕生了，還面臨最後一道工序，需要測試每一片CPU的穩定工作頻率、功耗、發熱情況，在這個過程中，如果發現一些硬件方面的取消，會採用硬件屏蔽措施對CPU進行閹割，將CPU分為不同的等級，intel的i3、i5、i7就是這樣產生的。
3）裝箱零售
CPU經過等級篩選後，就進入裝箱包裝的環節了。有些進入零售渠道，有些打包出售給聯想、戴爾、惠普等主機廠商，稱為“散片”。
總之，芯片的製造是集多種工藝大成，我國也投入了大量的資金用於研發芯片，但是整個半導體生態鏈的完善，需要不斷積累的過程，並不是錢能能夠解決掉的問題。
Geek視界
芯片（集成電路）真是偉大的發明
芯片其實是半導體元器件的統稱，成千上萬個晶體管集成地一起，我們稱之為集成電路，我們平常見到的大大小小的專用IC，單片機，CPU等其實就是集成電路。集成電路有薄膜（thin-film）集成電路和厚膜（thick-film）集成電路。薄膜（thin-film）集成電路是把電路製造在半導體芯片的表面上；厚膜（thick-film）集成電路是獨立的半導體體設備和被動的組件，是集成到襯底或線路板的小型化電路
芯片上的晶體管我想應該是“刻”上去的
我們經常看到“我國製造不出高精密的光刻機”，“我們的芯片製造受制於人”，“新先進的ASML光刻機數億美元一臺，有錢也買不到”這樣的新聞。所以我猜測芯片上成千上萬的晶體管是“刻”上去的。設計、生產高端的芯片的確是非常的困難。芯片的生產是非常複雜的，網上找到一個放大再放大後的NAND Gate(與非門)，大概就是下圖的樣子。
芯片的設計、生產雖然是相當複雜，但我們國家的發展和進步也是不可阻擋的。雖然目前在芯片設計、製造上是遠遠落後，但我認為用不了多久，我們一定會趕上來的。
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電子產品設計方案
相信大家都見過PCB板，而芯片上的電路工作跟PCB板類似，只不過衡量標準不一樣，導致的結果不一樣。一個是從宏觀意義上講的叫PCB板，一個是微觀意義上講叫做晶圓，實際是同一個意思，只是製作工藝不一樣，芯片的工藝要求更高，難度更大。通俗地講，芯片上的電路工作就是將上萬個晶體管通過導線串並聯集中在一塊晶圓上，所謂的晶圓就相當於電路板。
首先了解一下芯片是如何產生的。很多人都知道，半導體是從沙子裡面提煉出來的，沙子裡面含有大量的硅元素，而硅是可以導電的。提煉出來的硅經過不斷加工完善最終制成硅晶圓，就是建立一個放元器件的平臺，然後將元器件按照電路設計圖一個一個的往上疊加擺放，最終制成了芯片（工製作藝的複雜過程我就不說了），相當於蓋房子。這其中就包含了很多模塊的電路設計，最終將這些成千上萬的電路結合在一起，構成了一個複雜而且能實現多功能的微小電路，也就是所謂的芯片，俗稱微電路。
舉個例子來說明一下吧。就比如說常見的555芯片。555集成電路內部一共有21個三極管、4個二極管和16個電阻，組成兩個電壓比較器、一個R-S觸發器、一個放電三極管和由3個5KΩ電阻組成的分壓器，這些模塊設計電路組成了一個極小的集成芯片。
大致就是這個意思。小夥伴如果發現什麼問題，或者是有不同想法的，都可以給我留言，我們可以探討探討，謝謝！
電子DIY
對於這個問題我來根據自己的理解來回答一下，小小的芯片之所以能夠“裝下”成千上萬個晶體管，主要是由於所用的材料和製作工藝所決定的。下面我就針對這兩個方面的問題來談談。
硅是製作晶體管和芯片的主要材料
當我們看到各種各樣的電路板不管是單個晶體管還是集成芯片都無一例外地採用了一種特殊的材料那就是硅，由此可見硅這種材料在製作芯片中的作用了。我認為之所以選用硅作為製作芯片材料除了能夠比較容易獲取外，最主要的原因是在製作晶體管時所用的二氧化硅是製作MOS晶體管柵極和連接線的絕緣層，這樣晶體管 就可以通過很簡單的製作方法來完成。
特殊的組裝方法使成千上萬個晶體管“放入”芯片成為可能
我們在電路板中所用的芯片就是通過一定的方法進行加工，把有源器件和無源元件用互連線在硅材料的基板上形成了具有一定功能的電路。對於大規模的集成電路一般都是採用了PN結隔離的加工方法，這種加工方法主要是通過氧化、擴撒、外延生長、光刻、刻蝕與連線的方法最終完成了晶體管的製作，至於這些流程具體的操作過程並非三言兩語所能說清楚的，我在這裡主要是說明製作如此之小的晶體管的方法。為了更能把問題說清楚，我們以擴散技術為例，這種方法就好比水滴在水中滴入一滴紅墨水，最初紅墨水在水中擴散的很快，然後會越來越慢的現象，最後整個水都變成了紅色。那麼我們在硅基片上製作晶體管單元件時就是通過這種“雜質擴散”來製作P型或者N型半導體三極管的。
另外為了在如此尺寸的芯片上裝上如此之多的晶體管，一般在超大規模的集成電路上運用了光刻技術，這樣通過這種技術可以使晶體管尺寸更加小型化。我們有時也稱這種加工方法叫“亞微米加工技術”，通過這種方法制作晶體管的尺寸從理論上講可以達到0.25微米，一般在大規模集成電路芯片中應用。
以上就是我對這個問題的回答，歡迎朋友們參與討論。敬請關注電子及工控技術，歡迎大家轉載，點贊！
