CHIP Manufacturing: la metamorfosi di un granello di sabbia

Al centro degli smartphone, i computer e le auto sono chip nascosti delle unghie. Sono costituiti da circuiti mille volte più sottili di un capelli umano e il processo di produzione è come intagliare una megagia in un chicco di riso. Quello che segue è l'intero processo del chip dalla sabbia di silice al prodotto finito:

Fase 1: progettare il progetto

Design IC

Design House (Design House) Usa il software per disegnare diagrammi a circuito e completare il layout di miliardi di transistor

Tape out: i dati di progettazione finale vengono consegnati alla fabbrica di maschera

3. Maschera manifatturiero

La macchina della litografia incide il motivo del circuito sulla piastra al quarzo (fotomaschera)

Una serie di chip avanzati richiede maschere 80-120, ciascuna che costa più di $ 50.000

Fase 2: incisione in nanoscala del FAB (FAB).

Preparazione di materie prime

Purificazione del silicio: sabbia e ghiaia sono calpestati in lingotti di silicio della purezza del 99,9999% (lingotto)

Tagliata di wafer: i lingotti di silicio vengono tagliati in wafer di spessore 0,7 mm (wafer), dimensioni tradizionali 300 mm (12 pollici)

Ciclo di produzione core (ripetizioni 40-100)

Ossidazione/deposizione: ossidazione ad alta temperatura per formare uno strato isolante (ossidazione)

Film di deposizione di vapore (CVD/PVD)

Litografia - The "Soul Step" of Chips:

Fotoresist → litho → sviluppo

Incisione grafica:

Incidere l'area esposta con plasma (incisione)

L'impianto ionico altera le proprietà dei semiconduttori (impianto ionico)

Lavare e rimuovere la colla:

Rimozione fotoresist

Pulizia

0040-01973 Rev.004 Camera Bottom Radiance 200mm RTPW

Fase 3: test e imballaggi

Test CP:

La stazione della sonda contatta i pin di chip per lo schermo per i circuiti non riusciti (test WAT)

I chip cattivi sono contrassegnati come punti di inchiostro (marcatura dell'inchiostro)

Taglia il pacchetto:

(Legame da morire), (bonding del filo), (pacchetto)

Viene effettuato il taglio laser di wafer in fabbriche di imballaggi chip indipendenti

Il test finale:

Test FT: simula l'ambiente di lavoro effettivo

Test di burn-in: invecchiamento ad alta temperatura e ad alta pressione sullo schermo per un guasto precoce

0040-31942 CORPO CAMERIA, ATTENI, ORSIDI, NUOVO DI GAS LATURA

Un cifra digitale per la produzione di chip

Termini	Figure chiave
Wafer	Il wafer da 12 pollici può tagliare 500+ chips
Camera pulita	La pulizia dell'aria è 1.000 volte superiore a quella della sala operatoria
Tempo	Ci vogliono circa 3 mesi dalla sabbia di silice al prodotto finito
Costo	Il FAB 5nm costa $ 20 miliardi

La fabbricazione di chip è una meraviglia della fisica e dell'ingegneria: manipola gli atomi sulla nanoscala e trasmette informazioni con fili 100 volte più sottili della seta del ragno. Quando leggi questo articolo sul tuo telefono cellulare, tieni la creazione più sofisticata dell'umanità nel palmo della tua mano - questa sinfonia a base di silicio che trasporta decine di miliardi di transistor, che è la cristallizzazione della scienza e della tecnologia dopo un test rigoroso di migliaia di processi.