1．4．2　集成电路芯片的制造过程

集成电路芯片的制造过程是从硅开始的，硅是从沙子中发现的一种物质。普通的沙子约有25%的硅，是地壳中仅次于氧的最常见元素，主要以二氧化硅的形态存在。这些硅经过多个步骤纯化后，这些高纯度的硅原子结晶成一颗巨大的单晶硅，整体基本呈圆柱形（直径为30．32～30．48厘米，长度为30．48～60．96厘米），重可达100千克。

集成电路芯片的制造过程如图1．18所示。单晶硅被横向切成一片片薄薄的薄片，每一片就是一片“晶圆”。这些晶圆经过抛光后，就形成了制造芯片的原料。晶圆直径越大，切割时浪费的部分就越少，而且每一颗芯片的单价越低。

图1．18　集成电路芯片的制造过程

从硅锭切下来以后，空白的晶圆经过20～40步的加工，产生图样化的晶圆，这些图样化的晶圆由晶圆测试器进行测试，测试后生成一张图，表示哪些部分是合格的，哪些是不合格。

接着这些晶圆被切块机切成芯片，淘汰那些有瑕疵的芯片，而不必淘汰整个晶圆，对这一过程进行量化描述可以用成品率来表示，即合格芯片数占总芯片数的百分比。例如20个芯片，其中有17个通过测试，那成品率是85%。

最后将芯片固定在塑胶或陶瓷基座上，把芯片上蚀刻出来的引线与基座底部伸出的引脚连接，盖上盖板并封焊成芯片，这一过程称为封装。在封装之后，必须经过多次测试，不合格的封装会在最后的测试中发现。最后芯片被交付给用户。

扩展知识

芯片，英文为Chip；芯片组为Chipset。芯片一般是指集成电路的载体，也是集成电路经过设计、制造、封装、测试后的结果，通常是一个可以立即使用的独立的整体。“芯片”和“集成电路”这两个词经常混着使用，比如在大家平常讨论话题中，集成电路设计和芯片设计说的是一个意思，芯片行业、集成电路行业、IC 行业往往也是一个意思。实际上，这两个词有联系，也有区别。集成电路实体往往要以芯片的形式存在，因为狭义的集成电路，是强调电路本身，比如简单到只有五个元件连接在一起形成的相移振荡器，当它还在图纸上呈现的时候，我们也可以叫它集成电路，当我们要拿这个小集成电路来应用的时候，那它必须以独立的一块实物，或者嵌入到更大的集成电路中，依托芯片来发挥它的作用；集成电路更着重电路的设计和布局布线，芯片更强调电路的集成、生产和封装。而广义的集成电路，当涉及行业（区别于其他行业）时，也可以包含芯片相关的各种含义。