晶圓和芯片的定義

• 晶圓（Wafer）：晶圓是制造芯片的基礎(chǔ)材料，通常由高純度的單晶硅制成圓形薄片。它就像是芯片制造的 “畫(huà)布”，通過(guò)一系列復(fù)雜的工藝，能在上面制造出數(shù)千甚至數(shù)萬(wàn)個(gè)芯片。晶圓的直徑常見(jiàn)的有 6 英寸、8 英寸和 12 英寸（300 毫米），以英寸為單位計(jì)量。
• 芯片（Chip）：芯片是晶圓經(jīng)過(guò)切割和封裝后的終產(chǎn)品，是電子設(shè)備中實(shí)現(xiàn)特定功能的部件。它可以是微處理器、存儲(chǔ)器、傳感器等，廣泛應(yīng)用于手機(jī)、電腦、汽車(chē)等現(xiàn)代電子設(shè)備中，是這些設(shè)備不可或缺的組成部分。

晶圓和芯片的外觀區(qū)別

• 晶圓：晶圓是圓形薄片，表面光滑透明，宛如一塊巨大的玻璃片。其直徑通常較大，如常見(jiàn)的 12 英寸晶圓；厚度相對(duì)較薄，一般只有幾百微米。晶圓上分布著許多規(guī)則的方格，每個(gè)方格對(duì)應(yīng)一個(gè)芯片的圖案。
• 芯片：芯片是晶圓切割后的小方塊，大小通常在幾平方毫米到幾平方厘米之間。外觀多為方形或矩形，表面有復(fù)雜的電路圖案，封裝后可能被包裹在塑料或陶瓷外殼中。

晶圓和芯片的制造過(guò)程

• 晶圓的制造
  • 提純硅：從天然硅礦中提取高純度的硅，這是制造晶圓的基礎(chǔ)。
  • 拉晶：采用 “切克勞斯基法”（CZ 法）將熔融的硅拉制成單晶硅棒，確保硅的晶體結(jié)構(gòu)符合要求。
  • 切片：把單晶硅棒切割成薄片，形成晶圓。
  • 拋光：對(duì)晶圓表面進(jìn)行拋光處理，使其達(dá)到鏡面效果，為后續(xù)的光刻工藝做好準(zhǔn)備。
• 芯片的制造
  • 光刻：在晶圓表面涂覆光刻膠，通過(guò)掩模將電路圖案轉(zhuǎn)移到晶圓上。光刻技術(shù)的精度直接影響芯片的性能和集成度。
  • 刻蝕：去除不需要的部分，形成的電路圖案。
  • 摻雜：通過(guò)離子注入等方式改變硅的導(dǎo)電性，形成晶體管等基本元件。
  • 金屬化：在晶圓表面沉積金屬層，形成導(dǎo)線，實(shí)現(xiàn)元件之間的電氣連接。
  • 切割與封裝：將晶圓切割成單個(gè)芯片，并進(jìn)行封裝，使其能夠方便地安裝到電子設(shè)備中。

晶圓和芯片的用途

• 晶圓：晶圓本身并非終產(chǎn)品，而是芯片制造的基礎(chǔ)材料。其質(zhì)量直接影響芯片的性能和良率，是芯片制造的關(guān)鍵起點(diǎn)。
• 芯片：芯片是電子設(shè)備的部件，具有多種功能。例如，微處理器（CPU）用于計(jì)算和處理數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)器（Memory）用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；傳感器用于感知環(huán)境變化，如溫度、壓力等；通信芯片用于無(wú)線通信，如 Wi - Fi、藍(lán)牙等。