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什么是晶圆(Wafer)?平常说的300mm/450mm、8英寸/12 ...

飞扬色彩 回答数2 浏览数3040
晶圆是半导体的薄片,例如晶体硅 (c-Si),用于制造集成电路。简单来讲,晶圆就是硅做的硅晶片,因为是圆形的,称为晶圆,它主要用于硅半导体集成电路。

那晶圆是如何来的?又如何被制造出来的?其实最初的来源是沙子,沙子里含有用之不竭的二氧化硅,后续就考虑用提纯硅来作为半导体材料。高温氧化(炭源来发生化学反应)、提纯(氯化反应,生成液体硅烷),制成高纯度的多晶硅,纯度高达99.999999999%,然后经过处理(旋转拉伸),做成圆柱形晶棒,用金刚石切成片,就做成了晶圆。后续的过程就是属于芯片制造的过程了,光刻(光刻胶)、离子注射、电镀、抛光、切片,然后再测试封装。

那平常经常提到的300mm/450mm、8英寸/12英寸晶圆,又是指什么意思呢?
其实很好理解,这里的数据表达的都是晶圆的尺寸或直径,而毫米和英寸只是不同的计量单位而已。而尺寸或直径越大,代表晶圆越大,产出的芯片数量也就越多。
1 英寸(25 毫米)
2 英寸(51 毫米)
3 英寸(76 毫米)
4 英寸(100 毫米)
4.9 英寸(125 毫米)
150 毫米(5.9 英寸,通常称为“6 英寸”)
200 毫米(7.9 英寸,通常称为“8 英寸”)
300 毫米(11.8 英寸,通常称为“12 英寸”)
450 毫米(17.7 英寸)
675 毫米(26.6 英寸)

从1960年推出1英寸的晶圆,后来1992年推出8英寸晶圆,再到2002年推出了12英寸的晶圆,目前在450mm尺寸 晶圆的过渡上仍有相当大的阻力,且它的成本预计在300mm的4倍左右。

那晶圆的尺寸和可制作出来的芯片的数量又是如何样的关系呢?打个比方,一台300mm的晶圆,能造出多少颗芯片?
这个要取决于芯片的大小,芯片越大,数量越少,芯片小的,数量就多。假如这个芯片的尺寸是16mm*16mm,那就有263个。如果集成电路是 8 mm x 8 mm,那么大约有 1052 个。

当然这个也与工艺相关,不然大家也不会追求最小nm数了。英特尔Itanium 2处理器(2002),包含2.21亿个晶体管,采用 180 nm 工艺制造,尺寸为19.5mm x 21.6mm(421 平方mm)。而2020年发布的14nm的 i9-10900K 处理器的裸片尺寸为9.2 毫米 x 22.4 毫米,面积为 206 平方毫米,晶体管数量为 120 亿个。
另一台注意事项是,对缺陷的处理,假设芯片上任何地方的缺陷都会导致该芯片无法使用(事实上,单个的缺陷并不一定会破坏芯片的使用,因为会有一些熔断器会禁用RAM,会有替代它们位置的部分),稍大的尺寸会提升良率,以弥补不足。
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| 来自北京 用Deepseek满血版问问看
vipcms | 来自浙江
难怪总有些东西会有技术壁垒 还真是给我照着抄都做不会的那种
用Deepseek满血版问问看
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^雪之戀^ | 来自北京
目前市面上的高端芯片制备采用的wafer尺寸请问是多少啊
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