我們手機、電腦裡面的晶元到底是怎麼做出來的?
前段時間,關於中美之間貿易戰的新聞相信很多人都有所耳聞吧,筆者本著好奇心去查閱了近幾年我國的進出口情況,發現我國每年進口最多的竟然不是石油,而是晶元,每年要進口2000億美元左右的晶元。
我國現在處於轉型升級的關鍵時期,每年都要消耗大量的晶元,像中國對如美國之類的國家都是保持著大量的貿易順差的,但唯獨對韓國、日本、台灣地區卻保持著巨量的貿易逆差,原因就是我們向他們進口大量的半導體,君不見去年三星靠著內存條的漲價大賺了幾百億美元嗎?
晶元和內存條一樣,都是由集成電路組成的半導體,而它們的主要原材料就是沙子裡面的硅。那麼從沙子裡面的硅到一枚晶元它們要經歷那些歷程呢?首先要把一堆硅原料進行提純,再經過高溫融化,變成固體的大硅錠。
然後把這些硅錠"切成片",再往裡面加入一些物質(變成半導體原料),之後在切片上刻畫晶體管電路,放進高溫爐裡面烤。為什麼要烤呢?因為經過烤之後,那些切片表面才會形成納米級的二氧化硅膜,完事之後還要在薄膜上鋪一層感光層,為接下來最重要的光蝕"雕刻"做準備。
前面那些工作就像給晶元準備"軀幹肉體",而接下來的光蝕就相當於給晶元裝上"大腦"和"心臟"了。光刻機要在晶元上刻出20層的信息層,相當於在指甲片的面積上放下整個紐約市的地圖信息。
每一層的信息層之間還要進行導電連接,做成立體結構,之後還要經過封裝、切割、測試等後續工作。因為晶元的結構都是都是極其複雜微小,因此在製造過程不能受到任何污染,對製造室的環境有著極高的潔凈要求,而且製造晶元的過程中也會消耗大量的電量。
值得高興的是,近些年來國家加大了對半導體產業發展的扶持力度,像中芯國際、紫光集團、長江儲存等半導體企業也在迎頭趕上,相信在不遠的將來我們的半導體產業也能問鼎全球!
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