近年來，芯片行業(yè)深陷大國博弈的風(fēng)口浪尖。國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)的 “卡脖子” 難題，更多集中于芯片制造環(huán)節(jié)，尤其是光刻機(jī)、光刻膠等關(guān)鍵設(shè)備和材料領(lǐng)域。作為現(xiàn)代科技的核心，芯片的原材料竟是生活中隨處可見的沙子。從沙子到芯片，需歷經(jīng)數(shù)百道工序。下面，讓我們深入了解芯片的制造流程。

一、從沙子到硅片（原材料階段）

沙子由氧和硅組成，主要成分是二氧化硅。芯片制造的首要步驟就是將沙子中的二氧化硅還原成硅錠，之后經(jīng)過提純，得到一根根長長的硅棒。硅棒需依次進(jìn)行研磨、切割、拋光等處理，得到厚度<1mm的鏡面硅片，這一階段在硅片廠商進(jìn)行

整體流程為：沙子→硅熔煉→單晶硅錠→硅錠切割→硅片

二、晶圓制造（核心工藝）
硅片生完完后，便進(jìn)入晶圓廠開啟復(fù)雜的加工工序
在光禿禿的硅片上表面均勻涂抹光刻膠，利用光刻機(jī)進(jìn)行曝光，將掩模版上的電路圖案轉(zhuǎn)移到光刻膠上。曝光后，對曝光細(xì)節(jié)進(jìn)行處理，再溶解掉不需要的光刻膠。
蝕刻與清洗：通過蝕刻技術(shù)，將光刻后暴露出來的晶圓部分進(jìn)行刻蝕，形成所需的電路結(jié)構(gòu)。最后，清除殘留的光刻膠，得到了包含數(shù)百枚的晶圓，這一階段由晶圓廠進(jìn)行。
整體流程為：光刻膠→曝光→曝光細(xì)節(jié)處理→溶解光刻膠→蝕刻→清除光刻膠→晶圓

三、CP測試即晶圓級測試

晶圓上單個(gè)Die的故障率可達(dá)5%-20%，為了減少封裝成本，都需進(jìn)行CP測試（即晶圓級測試）可降低30%封裝成本，基于ATE測試平臺(tái)開發(fā)CP測試程序，ATE測試平臺(tái)通常采用PXIe模塊化儀器，搭配國產(chǎn)海量互連接口，形成一個(gè)可擴(kuò)展、通用的測試平臺(tái)，滿足芯片的高精度、高效的測試需求

四、芯片封裝
CP測試合格后，晶圓進(jìn)入芯片封裝階段
對晶圓進(jìn)行切割，取出合格的芯片裸片（Pass Die），形成單顆Die，將單顆Die與基板、金屬散熱片進(jìn)行封裝，保護(hù)芯片并實(shí)現(xiàn)電氣連接與散熱。

整體流程為：晶圓切割→取出Pass Die→單顆Die→基板、Die 和金屬散熱片→封裝

五、FT測試 —芯片級最終把關(guān)

封裝完成后，進(jìn)行FT測試，即芯片級測試，這是芯片出貨前的最后一道測試工序，對保障芯片質(zhì)量至關(guān)重要，基于ATE測試平臺(tái)開發(fā)CP測試程序。

芯片制造是一場涉及千億級投入的"馬拉松"，盡管我國目前自主化程度不高，國產(chǎn)化率仍不足15%，但通過材料（硅片）、設(shè)備（光刻機(jī)）、測試（ATE）三大環(huán)節(jié)的垂直突破，可實(shí)現(xiàn)從上游的硅片制造，到中游的晶圓、芯片制造，實(shí)現(xiàn)芯片產(chǎn)業(yè)鏈的完全自主可控。

審核編輯 黃宇