根据2018年度中国海关的数据显示,中国集成电路进口金额为3100亿美元,比2017年增长%。当时中国的半导体芯片国产化率不到20%,每年芯片的进口额超过原油(2018年中国原油进口金额为亿美元,亿吨),由此可见芯片的重要性。
因为芯片之于电子设备的地位等同于发动机之于汽车,未来芯片会成为国家战略组成的重要一部分,是国家重点战略新兴产业,集成电路产业链的技术突破,将成为业界关注的焦点。
芯片是人们日常生活中很常见的沙子做出来到,经过复杂的加工后就变成了堪比黄金的物品。在芯片厂综合办公楼内,新世界的技术专家正在为石莫他们讲解一粒沙子的脱变之路,大致分为四个步骤。
第一步是打造“地基”硅晶圆。在沙子中加入碳,高温作用下转化成纯度约%的硅(硅熔炼),经过融化从中拉出铅笔状的硅晶圆(硅锭),再使用钻石刀将硅晶柱切成圆片,抛光后便成为硅晶圆,芯片的地基完成。
第二步是光刻。首先在硅片上涂光刻胶,再使用紫外线透过掩膜照射光刻胶,掩膜上印着预先设计好的电路图案。光刻过程中曝光在紫外线下的光刻胶被溶解掉,清除后留下的图案和掩膜上的一致。后用化学物质溶解掉暴露出来的晶圆部分,剩下的光刻胶保护着不应该蚀刻的部分。蚀刻完成后,清除全部光刻胶,露出一个个凹槽。
第三步是掺杂(通过离子注入,赋予硅晶体管的特性)。把硼或磷注入到硅结构中,接着填充铜,以便和其他晶体管互连,然后可以在上面再涂一层胶,再做一层结构。一般一个芯片包含几十层结构,就像密集交织的高速公路。
第四步是封装测试。芯片做好后,用精细的切割器将芯片从晶圆上切下来,焊接到衬底基片上,用散热片装壳密封。经过测试后就可以包装销售了。
听完技术专家的讲解,石莫对芯片又有了更深的认识,现在新世界的第一款电脑在进行DQA研发测试中,由于时间紧急,工程师们正在边测试边解BUG,按照此时的研发进度,预计一两个星期后就可以定下来并开始贴片量产。
石莫最关心的是方舟Z1处理器在电脑上的表现效果,因为是要搭配图形界面系统,石莫怕这枚芯片性能不够,导致操作很卡,那电脑会卖不出去的。
于是石莫对马许愿说道:“马博士,我们的这枚芯片用在电脑上的实际表现如何?”
这两年公司投了重金在芯片项目上,时间紧,任务重,当时马许愿的心理压力很大,生怕他会一不小心给搞砸了,亏掉公司上百亿港币。现在初步完成了石莫安排的任务,整个人的放松了很多,不用每天绷着神经。最近马许愿
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