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首先在晶圆上涂一层感光材料,这材料见光就融化,那光从哪里来?光刻机,可以用非常精准的光线,在感光材料上刻出图案,让底下的晶圆裸露出来。
然后,用等离子体这类东西冲刷,裸露的晶圆就会被刻出很多沟槽,这套设备就叫刻蚀机。
在沟槽里掺入磷元素,就得到了一堆n型半导体。
完成之后,清洗干净,重新涂上感光材料,用光刻机刻图,用刻蚀机刻沟槽,再撒上硼,就有了p型半导体。
实际过程更加繁琐,大致原理就是这么回事。有点像3d打印,把导线和其他器件一点点一层层装进去。
那么为啥不把芯片做的更大一点呢?这样不就可以安装更多电路了吗?性能不就赶上外国了嘛?
答案出奇简单:钱!一块300直径的晶圆,16n工艺可以做出100块芯片,10n工艺可以做出210块芯片,于是价格就便宜了一半,在市场上就能死死摁住竞争对手,赚了钱又可以做更多研发,差距就这么拉开了。
不过华用芯片基本实现了自给自足,因为兔子不计较钱嘛!可以把芯片做的大大的。
另外,越大的硅片遇到杂质的概率越大,所以芯片越大良品率越低。总的来说,大芯片的成本远远高于小芯片,不过对军兔来说,这都不叫事儿。
毕竟安全第一,花钱总比被人掐脖子强。
芯片良品率取决于晶圆厂整体水平,但加工精度完全取决于核心设备,就是前面提到的“光刻机”。
光刻机,尼德兰阿斯麦公司(asl)横扫天下!不好意思,产量还不高,你们慢慢等着吧!无论是台基电、三鑫,还是英特尔,谁先买到阿斯麦的光刻机,谁就能率先具备7n工艺。没办法,就是这么强大!
东瀛的尼康和佳能也做光刻机,但技术远不如阿斯麦,这几年被阿斯麦打得找不到北,只能在低端市场抢份额。
阿斯麦是唯一的高端光刻机生产商,每台售价至少1亿美金,2017年只生产了12台,2018年预计能产24台,这些都已经被台积电三星英特尔抢完了,2019年预测有40台,其中一台是给华芯国际。
既然这么重要,咱不能多出点钱吗?
第一:英特尔有阿斯麦15的股份,台基电有5,三鑫有3,有些时候吧,钱不是万能的。第二,美丽坚整了个《瓦森纳协定》,敏感技术不能卖,华国、北高丽、波斯、利比雅均是被限制国家。
有意思的是,2009年上沪微电子的90纳米光刻机研制成功(核心部件进口),2010年美丽坚允许90n以上设备销售给华国,后来华国开始攻关65n光刻机,2015年美丽坚允许65n以上设备销售给中国,中芯国际才有机会去捡漏一台高端机。
当然其中原因不言而喻,之所以放开限制,主要是为了打击华国企业,让华国企业无法获得利润,从而陷入恶性循环。
不过咱也不用气馁,咱随便一家房地产公司,销售额轻松秒杀阿斯麦。
重要性仅次于光刻机的刻蚀机,华国的状况要好很多,16n刻蚀机已经量产运行,7-10n刻蚀机也在路上了,所以美丽坚很贴心的解除了对华国刻蚀机的封锁。
在晶圆上注入硼磷等元素要用到“离子注入机”,今年国内好像要第一台国产商用机,水平不知道。
离子注入机70的市场份额是美丽坚应用材料公司的。
涂感光材料得用“涂胶显影机”,东瀛东京电子公司拿走了90的市场份额。
即便是光刻胶这些辅助材料,也几乎被东瀛信越、美丽坚陶氏等垄断。
芯片做好后,得从晶圆上切下来,接上导线,装上外壳,顺便还得测试,这就叫封测。
封测是台岛的天下,排名世界第一的日月光,后面还跟着一堆实力不俗的小弟:矽品、力成、南茂、欣邦、京元电子。
华国的三大封测巨头,长电科技、华天科技、通富微电,混的都还不错,毕竟只是芯片产业的末端,技术含量不高。
硅原料、芯片设计、晶圆加工、封测,以及相关的半导体设备,绝大部分领域华国还是处于“任重而道远”的状态。
那这种懵逼状态还得持续多久呢?根据“烧钱烧时间”理论,掐指算算,大约是2030年吧!
华国国院印发的《集成电路产业发展纲要》明确提出,2030年集成电路产业链主要环节达到国际先进水平,一批企业进入国际第一梯队,产业实现跨越式发展。
当前,华国芯片的总体水平差不多处在刚刚实现零突破的阶段,虽然市场份额微乎其微,但每个领域都在跟进。
任重而道远啊!
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