芯片是怎么造的,为什么华为总是被打压,造芯片就这么难吗#华为##中国芯片#
我们知道,晶圆是圆的,但是晶圆做成的芯片却是方的,这主要是考虑到芯片制造时对晶圆的利用率,以及切割的方便,另外芯片做成方形,也更方便布线 。
芯片为什么不是圆的?
芯片的基本材料是单晶硅,首先把单晶硅做成晶圆,然后用光刻和蚀刻等等技术把晶圆进行精密加工,再切割为成百上千块的芯片 。
无论是电脑还是手机当中,芯片大多做成正方形,之所以做成方的而不是圆的,主要是考虑这么几个方面:1、圆形芯片在切割晶圆时,对边角料的浪费很大,做成矩形(矩形包括了正方形),能使得边角料的浪费最少 。
2、芯片本是拥有极高精度的产品,在进行晶圆切割时,直线切割最为方便,弧线切割对切割工具的要求很高,而且单晶硅的晶核本身就具有方向性,弧线切割容易把芯片边缘切坏 。
3、矩形的芯片在布线和安装时更方便定位,如果做成圆形,由于圆具有任意角度的旋转对称性,在布线和安装时哪怕出现一个微小的角度偏差,都有可能导致错误 。
4、电子产品具有很高的集成度,圆形芯片不利于整体电路板的布局 。
当然,除了正方形外,正三角形和正六边形也能做到切割时始终是直线,而且不浪费边角料,但是芯片的研究、设计和制造,是经过几十年的技术迭代发展而来,最终选择了正方形的设计 。
硅的熔点为1410℃,芯片用的单晶硅对纯度的要求极高,99.9999%纯度的硅可以用作太阳能光伏板,还远远不够芯片级别的要求,芯片对单晶硅的纯度要求至少是99.999999%,国内虽然有公司能够生产芯片级别的单晶硅,但产量还不能满足国内需求,很大一部分还需要进口 。
高纯度的单晶硅使用切克劳斯基法(直拉法)进行制造,该方法使用石英坩埚把多晶硅融化,然后把温度保持在1500℃左右,然后用一个子晶放在坩埚中匀速旋转,同时坩埚反向旋转,并向上缓慢提起子晶,于是熔融状态的硅就会沿着子晶生长,最后形成一个圆柱形的硅锭,这个硅锭就是单晶硅,直径可达30厘米,长度可达1米 。
然后我们把硅锭进行切片,就得到了晶圆,所以晶圆是圆形的,虽然圆形晶圆也会导致一部分边角料的浪费,但是晶圆尺寸远比芯片大,一张晶圆可以制作成百上千块芯片,所以浪费掉的晶圆边角料是可以接受的 。
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