四十天后,黃坑水庫微電子研發中心。
一間實驗室里,身穿無塵服的葉華嫻熟的點觸著眼前的浮空屏幕,雙目的余光瞄了一眼擦肩而過的工程師,對方手里拿著一塊圓形的錫板薄膜,跟一塊薄薄的大餅似的,上面有好幾十塊獨立的微電路陣列,意味著那就是幾十塊芯片,如同平面印刷工藝一般。
當然,這幾十塊芯片都是一模一樣的,同一種類,但具體是cu還是其他集成電路,肉眼是看不出來的,這要看它的ic設計。
芯片制作完整的過程包括:芯片設計、芯片制作、封裝制作、成本測試等幾個大環節,小環節就不說了,多達兩千多道工藝流程。
對于芯片制造,其過程就如同蓋房子一樣,先要有晶圓作為地基,然后一層一層地往上疊加芯片,產出必要的ic芯片。
而在此之前,首先得有設計圖,沒有設計圖制造能力在逆天都沒用,因此,“建筑師”的角色相當重要了。
而這個角色由ic設計來扮演,csac體系內ic設計不只是海思半導體,幾乎都涵蓋了ic設計,子公司先豐納米就主導了cu芯片這一項ic設計,而且是hc的ic設計,除此之外最強的ic設計就屬海思了,海思也主導了另一種cu的ic設計,那就是華為手機的cu。
沒錯,將來的華為手機芯片也會逐漸實現完全國產化,并且不再使用硅片,而是錫片了。
在ic設計生產流程中,由各大ic設計大廠進行規劃,當下的國際代表就是高通、英特爾這些全球知名的大廠了,都執行設計各自的ic芯片,提供不同規格、效能的芯片給下游廠商選擇。
僅一款芯片的ic設計流程就包括了硬件描述語言(hdl)的設計、芯片設計的debug、芯片設計的分析、fga驗證等等。
ic設計之后便是芯片的制造,根據ic設計的需求,生成的芯片方案設計,接下來就是打樣了。
由先豐納米提供芯片原料晶圓,這次葉華他們制程的芯片樣品成分不再是傳統的硅,而是錫烯材料替代了,純化是99小數點后面9個9的極致程度。
錫烯材料越薄,成本越低,但對工藝要求也是成正比的,信越化工的純化技術還是很給力的。
下一步就是晶圓涂膜,由一種能抵抗氧化及耐溫能力的材料,是光阻的一種。
再下一步就是現在的實驗室里葉華正在主導進行的制程工藝:光刻顯影、蝕刻。
在制程的過程中要使用一種對紫外光敏感的化學物質,也是由先豐納米提供,即遇紫外光則變軟,通過控制遮光物的位置得到芯片的外形,剛剛那名工作人員手里的“大餅”表面的幾十個微電路陣列便是了。
此時此刻,葉華指揮工作人員正在進行的制程工藝階段是對錫烯晶片涂上光致抗蝕劑,遇到紫外光直射的部分開始溶解,完成之后溶解部分用溶劑將其從沖走,剩下的部分就與遮光物的形狀一樣了。
接下來的一步就是攙加雜質,在晶圓中植入離子,生產相應的、n類半導體。
從錫片上暴露的區域開始,放入化學離子混合液體中,這道流程就是改變攙雜區的導電方式,使得每個晶體管可以通、斷、或攜帶數據信息。簡單點的芯片來一層就夠了,復雜的就是多層,通過重復光刻以及不斷重復之前的流程來實現,形成了一個立體的結構,就跟蓋房子一樣。
但在錫片上蓋房子可是以納米級的精度,上億規模為單位量級,芯片制作無愧是名副其實的代表了當今人類工業制造的極致巔峰。