在很多半导体行业新闻里,经常会听到8寸晶圆厂,或12寸晶圆厂,为何会以尺寸作为标示命名,这个晶圆又是什么呢?生产一块大尺寸的晶圆到底难不难?今天,连可连小编就与大家一起探讨了解下。
所谓晶圆,其实就是制造各式电脑芯片的基础,是制造IC的基本原料。我们都知道,IC最主要的原料是硅,因此对应的就是硅晶圆。由于其形状为圆形,故称为晶圆。而后在硅晶片上加工制作各种电路元件结构,使其成为有特定电性功能的集成电路产品。
大家有所不知的是,美国“硅谷”的兴起也是从半导体产业起步,因此才有了“硅谷”的称号。
硅是一种常见的物质,在自然界中以硅酸盐或二氧化硅的形式广泛存在于岩石、砂砾中,而地壳表面有用之不竭的二氧化硅。二氧化硅矿石经由电弧炉提炼,盐酸氯化,并经蒸馏后,制成了高纯度的多晶硅,其纯度高达99.999999999%。其制造可以归纳为三个基本步骤:硅提炼及提纯、单晶硅生长、晶圆成型。
就是用这些岩石或砂砾,经过多次提纯,高温整形后,然后采用旋转拉伸的方式,变成一个圆柱体,单晶硅锭。单个的硅锭重量约为100千克。
单晶硅锭就是晶圆的最初形态,经过横向切割,会产生许多圆柱形的硅片,经过抛光后,平整如镜,这就是晶圆。
我们经常会听到以尺寸标示的晶圆厂,比如8寸或12寸晶圆厂,那么这个尺寸究竟是什么意思呢?其实,这个8寸或12寸其实就是晶圆的直径。这个直径越大,其制造工艺难度就越高,也代表这座晶圆厂有较好的技术。随着芯片尺寸越来越小,一块晶圆上可以切割出数千个芯片。
另外,还有scaling技术可以将电晶体与导线的尺寸缩小,这两种方式都可以在一片晶圆上,制作出更多的硅晶粒,提高品质与降低成本。在这些8寸、12寸晶圆当中,12寸晶圆有较高的产能,也是目前是市场的主流。
有一些被称为Fabless的芯片厂商,是专业从事芯片的设计开发与销售,比如高通、华为、博通、展讯等,但是它们没有自己的制造工厂,所有制造业务需要包给专业的生产工厂,也就是被称为Foundry的晶圆代工厂,比如台积电,中芯国际等。目前,台积电是全球最大的芯片代工商,市场份额约占全球的67%。
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