你知道芯片為什么這么難造呢？集成電路芯片_香港芯片回收報廢處理_中最重要的部分是晶體管。
2021/4/11 0:13:01 點擊：713
晶體管越多，芯片就運轉得越快。我們所說的晶體管是一種半導體器件，通常用于放大或電控開關。摻雜的主要原因是硅單質(zhì)本身不導電，硅元素周圍有四個電子，相當于四個空穴，硼元素周圍只有三個電子，相對硅來說，缺少一個電子，所以空穴主要導電，稱為P型半導體。
在每一種智能設備中，芯片都扮演著關鍵角色，無論是PC機、智能手機還是智能可穿戴設備，CUP都是核心部件。但是，對于這樣一個小發(fā)明，中國目前還不能有效地實現(xiàn)量產(chǎn)。
有些時候，一件東西太精細了，BU807并不意味著很容易制造出來，更別提芯片這樣需要納米級工藝才能操作，人力根本做不到。集成電路芯片中最重要的部分是晶體管，它相當于人類大腦中的神經(jīng)系統(tǒng)，晶體管越多，芯片就運轉得越快。所以，如何在如此狹窄的空間中放置更多的晶體管就成了一個難題。
晶體管是芯片的基本部件
我們所說的晶體管是一種半導體器件，通常用于放大或電控開關。它具有快速、準確的特點，可用于各種數(shù)字和模擬功能，包括放大、切換、穩(wěn)壓、信號調(diào)制和振蕩等。晶體管可以單獨包裝，也可以放置在一個很小的區(qū)域內(nèi)，可以容納晶體管芯片的上億或更多部分，這就是為什么這么多晶體管可以被集成在CPU中。
直到1929年，當時的工程師利蓮·費爾德獲得了一項晶體管專利。但局限于當年的技術水平，還不能生產(chǎn)晶體管。只有在1947年12月，世界上最早的實用半導體器件才在貝爾實驗室制造出來，而且在最初的實驗中，這種晶體管可以將音頻信號放大100倍，其外形與火柴棒形狀相似。
直到1950年，第一批“PN結”(PN結是P型和N型的交界處，P型是多孔的，N型是多電子的，下面將介紹)才誕生，現(xiàn)在的晶體管，大多數(shù)還是屬于PN結的晶體管。
晶片生產(chǎn)流程
再回到芯片生產(chǎn)，今天一片好的芯片生產(chǎn)流程是怎樣的？大腦就像這樣的智能裝置，它的誕生需要經(jīng)歷哪些步驟？
晶片其實是含有集成電路的一塊元件，大致可分為兩類，一類是CPU、通信基站的處理芯片等功能芯片；另一類是存儲芯片，如計算機中的閃存。
并且要制作的芯片，在行業(yè)中主要就分為這幾個方面。第一是芯片的設計，正如做工程需要有藍圖一樣，芯片也是這樣，芯片做出來后想實現(xiàn)什么樣的功能，在設計這個步驟中已經(jīng)確定了，這需要專業(yè)人員來進行電路設計。
接下來就是制作了，這個步驟也是最麻煩的，后面會詳細介紹。并且最終是封裝，即把芯片的成品組裝成可出售的產(chǎn)品，即我們在市場上所看到的樣子，這樣的過程就叫封裝，我國大部分芯片行業(yè)都與封裝行業(yè)有關。
三個主要步驟中，最困難的是設計，最簡單的是封裝。做為芯片的靈魂，沒有好的設計，就不可能有好的芯片，所以設計是關鍵。
目前我國芯片產(chǎn)業(yè)主要集中在生產(chǎn)和封裝領域，特別是封裝領域占據(jù)了主導地位，而涉及到設計方面的企業(yè)卻寥寥無幾。即使是已經(jīng)設計好的芯片也主要集中在中低端，而在高端芯片的設計中幾乎沒有這一比例。
晶片操作原理
制造晶片的主要原料是硅，通常是從砂粒中提煉出來的，將砂粒中的二氧化硅熔化，再還原，最后得到硅單質(zhì)。在此基礎上對硅單質(zhì)進行摻雜，左摻硼，右摻磷。
摻雜的主要原因是硅單質(zhì)本身不導電，硅元素周圍有四個電子，相當于四個空穴，硼元素周圍只有三個電子，相對硅來說，缺少一個電子，所以空穴主要導電，稱為P型半導體。磷素周圍有五個電子，比硅多一個，所以叫做N型半導體。二者結合，即成為以上所述的PN結。
其主要特點是，只有左、右加負極電流可以通過，如果將電流方向改變了，則電流就不循環(huán)了，即二極管。那么我們就可以對只能通過單向電流循環(huán)的二極管進行很多操作，例如與或非門等，這方面的知識現(xiàn)在在高中的課程里都有講到，這里就不多贅述了。
怎樣制作一個芯片？
返回到芯片的具體制作，先將硅單質(zhì)制成片子，再將片子切成一個個的片。之后，將光刻膠涂于這些圓盤上，再用紫外線透過透鏡對這些被涂硅片進行光刻，這些光刻膠也會根據(jù)設計圖對某些特定位置進行照射，從而產(chǎn)生相應的變化。
后為光刻腐蝕，因設計不同，腐蝕區(qū)域也不同，通產(chǎn)而言，經(jīng)過光刻后的區(qū)域會被腐蝕，而未經(jīng)過光刻的區(qū)域則不會，當然情況也有可能相反，這都是根據(jù)實際需要制造的。
就拿被腐蝕的光刻區(qū)域來說，被腐蝕的地方形成凹槽，然后在凹槽內(nèi)進行摻雜，即上面提到的硼元素或磷元素等等。最終用刷子沖洗干凈，只留下?lián)诫s后的硅片，此時就可制作半導體PN結。
而且這一步可能不止一步，如果需要實現(xiàn)復雜的功能，還需要重復上膠、摻雜、腐蝕、清洗等步驟，然后在上面沉積金屬，連接電路。最終一個完整的晶圓就這樣誕生了。切片之后，封裝就變成了芯片。這樣就完成了整個芯片制造流程。
晶片設計領域短缺的根源
就產(chǎn)業(yè)結構而言，我國芯片產(chǎn)業(yè)在設計領域尤其稀缺，其主要原因有三個。首先是教育環(huán)境問題，由于國外技術封鎖，加上國內(nèi)芯片人才匱乏，所以對于教育方面一直缺乏接觸到世界上最先進芯片設計思想的人才，自然也就不能培養(yǎng)出優(yōu)秀的人才。
二是對技術人才缺乏足夠的重視，或者說整個行業(yè)對技術人才太過冷淡，導致很多技術人才從硬件產(chǎn)品轉向軟件開發(fā)和銷售，這也導致我國的芯片人才缺口一直無法填補。
其三，整個市場都充斥著國外高端芯片，因此國產(chǎn)芯片在許多情況下得不到市場有效的反饋，導致其更新速度非常緩慢，自然也就拖了國產(chǎn)芯片的后腿。
誠然，對于這樣的現(xiàn)狀，目前國家已經(jīng)有了很多應對措施。首先，中國制定了“國家千人計劃”，將海外高科技人才引渡回國，引導國內(nèi)科技產(chǎn)業(yè)進一步發(fā)展。在第二個問題上，還是要改變國內(nèi)企業(yè)家的觀念，當技術人員的待遇能在公司中處于領先地位時，這些技術人才自然也會回流。
至于上一個問題，由于美國對中興的制裁，雖然現(xiàn)在已有所緩和，但中興事件的影響已經(jīng)讓國內(nèi)所有技術公司都感覺到了威脅，對國內(nèi)芯片行業(yè)也帶來了新的商機，至少可以給國產(chǎn)芯片一個試水的地方，讓它不斷更新。
總結
一路上，我們的芯片產(chǎn)業(yè)跌跌撞撞，在“漢芯”事件后更是飽受重創(chuàng)，現(xiàn)在一切都處于百廢待興的狀態(tài)，再加上美國創(chuàng)造的大好時機，正是我國芯片產(chǎn)業(yè)興旺發(fā)達的關鍵機會，相信我們的芯片產(chǎn)業(yè)一定能重獲輝煌。
和公司不同的是，如果國家想要實現(xiàn)偉大的復興，必須在每一個產(chǎn)業(yè)中都有自己的核心技術，可以不用第一，但不能不用，而且這個芯片領域的崛起，加上國家的推動，相信將對未來半導體產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生更深遠的影響。
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