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制造一颗芯片究竟需要多长时间?

发布日期:2023-07-17 发布者:合明科技 浏览次数:7000

制造一颗芯片究竟需要多长时间? 

如果从零开始制造一颗芯片需要多长时间呢?

今天小编给大家科普一下制造一颗芯片究竟需要多长时间,希望能对您有所帮助!

芯片制造.jpg

整个芯片制造的流程可以分为三大步骤:

首先是设计环节,如果要做一个全新的设计,从一张白纸开始,那么通常完成一个芯片设计需要1-3年甚至更长的时间。

以苹果第一款自研芯片M1为例,根据苹果芯片研发主管Johny Srouji透露,M1的研发时间有3-4年的时间。

如果只是修改现有设计,那么时间就会短得多,可能只需要一两个月就能完成。

芯片设计.jpg

接着就开始正式制造芯片了:

芯片制造主要可以分七个步骤:

1、我们先将一层薄薄的非导电二氧化硅生长或沉积在晶圆的表面上。

2、硅晶圆在光刻前,要先涂上一种叫光刻胶的光敏材料,然后将硅晶圆放入光刻机内。

3、使用包含所需图案的遮照将晶圆暴露在光线下,在光束的照射下,光罩的图案就会印刻到光刻胶的涂层上。

4、图案确认准确无误后,就可以把晶圆从光刻机里面拿出来进行烘烤和显影,让整个图案固定住。然后再洗去多余光刻胶,让部分涂层留出空白部分就行。

5、通过使用芯片清洗剂从表面去除那层薄硅层。最后将多余的部分去掉,形成我们需要的3D电路图案。

6、这个步骤就是在洗去多余的光刻胶之前,需要使用离子轰击硅晶圆从而改变其导电性,在洗去多余的光刻胶后,就会漏出受影响和未受影响的图案。

7、芯片制造最后一步,开始切割晶圆。晶圆被切割成小方块,称为“模具”。每个模具包含数百个晶体管,再对模具进行测试并切成单个芯片,然后将芯片进行最后的封装。

在整个芯片的制造过程中,除了每一个步骤都要力求精准之外,有一些重要的步骤也需要不断重复来获得,其中从薄膜沉积到去除光刻胶,整个流程为晶圆片覆盖上一层团,这个流程就需要不断重复100多次,制造芯片需要数十个流程,一般来说每天很难完成多个流程。

平均而言,制造过程可能需要几周到几个月的时间,具体取决于所生产半导体器件的具体要求。

芯片制造流程.jpg

制造成品半导体晶片的周期,平均需要12周,但往往高级的工艺可能需要14-20周。另外芯片制造过程还要不断的测试和完善,那么就大约需要24周。

然后,一旦制造过程完成,硅片上的半导体需要经历另一个生产阶段,即后端组装、测试和封装,然后芯片才能最终确定并准备交付给客户,封装可能需要额外的6周才能完成。因此,从客户下单到收到最终产品总共可能需要26周。

芯片制造是一项资本和研发密集型的工艺,甚至可以称得上是人类最复杂的工程。仅半导体晶圆的整体制造就可能有上千个工艺步骤(取决于工艺的复杂性)。每个过程还涉及到各种高度复杂的软件工具和机器。

半导体清洗剂.jpg

以上是关于制造一颗芯片需要多长时间的相关内容了,希望能对您有所帮助!

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