芯片|芯片是用沙子制作的!制裁要从源头开始

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芯片|芯片是用沙子制作的!制裁要从源头开始

【芯片|芯片是用沙子制作的!制裁要从源头开始】

俄乌冲突告诉我们 , 能源和原材料才是硬通货 。 想要造出芯片 , 就需要晶圆 , 制作晶圆就需要硅锭 , 制作硅锭又需要单晶硅 。 那从什么物质当中能提取单晶硅呢?答案是沙子 , 准确的说是硅砂 。



没想到吧!看起来平淡无奇的沙子 , 实际上是一种战略物资 。 天然砂主要包括硅砂及石英砂、土质砂和长石砂 , 但不包括人工制造的砂及粉 。 硅基本上都是氧化硅或者硅酸盐形式存在 , 极少以单质的形态出现 。 通常可以通过采石获得硅砂 , 将其经过还原、提纯、结晶等一系列复杂的工序之后 , 就可以将其中的二氧化硅变成单晶硅 。

提取过程说起来容易 , 做起来难 。 芯片制造对硅材料纯度的要求极高 , 虽然硅的原材料来源于廉价的沙子 , 但是由于提纯工艺极其复杂 , 因此我们不能将100克高纯硅和一吨沙子的价 值划等号 。



在单晶硅的制造过程中 , 原材料硅将被放入巨型石英熔炉之中熔化 , 然后向熔炉里放入一颗晶种 , 以便硅晶体围着这颗晶种生长 , 直到形成一个几近完美的单晶硅 。 在这个过程中 , 不断对硅的熔浆进行搅拌 , 硅晶体将晶种团团围住 , 使其向同一个方向生长 , 直到纯度达到10万吨仅含1g杂质 , 才能算是一块合格的硅锭 。




随后 , 将硅锭被整型成一个完美的圆柱体 , 接下来将被切割成片状 , 称为晶圆 , 切割过程有点像是切薄薄的土豆片 。 晶圆才是最终用于制造芯片的材料 , 前面说的单晶硅 , 准确的说是制造晶圆的材料 。 一般来说 , 晶圆切得越薄 , 相同量的硅材料能够制造的芯片成品就越多 , 晶圆的厚度一般不超过1毫米 , 直径可达12英寸 , 30厘米 。

接下来晶圆将被打磨光滑 , 并被检查是否有变形或者其它问题 。 质量检查工作是十分重要的环节 , 直接关系着芯片的最终良品率 。