芯片|苹果华为都在搞胶水芯片,这事得怪晶圆太圆了

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关注了咱们差评的小伙伴肯定还记得 , 上个月的时候我们讨论了一下苹果造的那颗胶水芯片 —— M1 Ultra。
当时咱们说苹果的胶水芯片是一种妥协 , 因为一颗芯片越大 , 切割之后晶圆四周浪费的“ 边角料 ”就越多 。
就好像是一刀 999 的切糕一样 , 这玩意要是白白浪费了绝对是浑身肉疼 。

话说到这儿 , 我发现评论区就开始有小伙伴讨论起来了:
那为什么芯片要做成方的?做成三角形、六边形的 , 不就不会造成晶圆浪费了???

欸~ , 不得不说大家伙的想法都非常有创意呀 , 不过其实这样做反而会增加切割难度 , 对芯片的良品率造成影响 。

到时候一核算成本 , 还不如浪费点边角料来的划算 。
所以 “ 异形芯片 ” 的思路 , 其实是行不太通的 。

不过这时候可能就要有小伙伴继续另辟蹊径了:
芯片为了保证好切保持方形不能变 , 那如果直接把底下的硅片做成方形的呢?
把“ 晶圆 ”变成“ 晶方 ” , 切芯片的时候不也就没有浪费了嘛!

嗯 。。。 这个方法 , 说可行也行 , 说不行也不行 。
但是要想把它讲明白 , 我得先问大家伙这么一个问题:
你们见过方形的黄瓜吗?
>/ 先有晶棒 , 才有晶圆
众所周知 , 芯片是由晶圆刻蚀的 , 而晶圆则是由高纯度的沙子 。。。
哦不 , 高纯度的硅元素组成的 。
对普通的石英砂进行一系列的高温还原反应 , 化学提纯反应后 , 我们可以得到下图这样的高纯度硅棒 。

不过这还只是第一步 , 这样的硅棒由多晶硅构成 , 此时还不能用于生产晶圆 。
就像这张图中间所示的那样 , 因为之前经过了各种粗犷的化学反应 , 内部的硅晶体结构框架不均匀 。
单晶 多晶 不定 ▼

充满了各种不对称结构 。

而为了消除这些不对称的内部紊乱 , 我们还需要对多晶硅处理 , 将其转变成可以用于芯片生产的结构稳定 , 电性能良好的单晶硅 。
到了这一步 , 其实就是要生产正儿八经的晶圆了 。
目前行业里常用的工艺叫做柴可拉斯基法 , 也有个非常形象通俗的名字 —— 直拉法 , 市场占比约为 95 % 。 咱们常见的逻辑芯片 , 存储芯片基本都是用这个方法生产出来的 。
其中具体发生的具体变化 , 咱们可以在这张图中看个大概 。

首先是将刚才得到的多晶硅放在石英中加热至熔融状态 , 然后再植入一颗单晶硅 “ 种子 ” 。
这融化的硅溶液一碰到单晶硅种子 , 就可以在硅种子的尾部开始有序生长 。
通过控制旋转的速度 , 和提拉的速率 , 我们就能得到不同宽度 , 不同长度的圆柱形单晶硅棒 。
注意了!是旋转!

还是没什么概念的小伙伴 , 咱们想象一下路边的棉花糖摊 。
拉晶棒的过程就和转棉花糖的起手式差不多 。