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制造,封装相关技术文章晶圆制造到底难在哪?
近年来,国家对半导体行业越来越重视,已经将集成电路作为重点发展的战略产业之一。作为全球最重要的电子制造基地,中国的电子应用市场巨大,有着广阔的前景。尽管如此,我们仍不能过于骄傲,毕竟还有很多的技术等待着去突破,除了芯片相关技术,晶圆的制造也是相对薄弱的环节。
电子产业有一个特点,越往上游企业相对越少,技术难度越大,晶圆是造芯片的原材料,属于芯片的上游。芯片、晶圆制造都属于 “航天级”的尖端技术,难度系数均是最高的一级,晶圆制造是比造芯片还要难的一门技术。如果把芯片比作宇宙飞船,那么晶圆就是航空母舰了,没几家能造得出来。
全球能制造高纯度电子级硅的企业不足100家,其中主要的15家硅晶圆厂垄断95%以上的市场。在晶圆制造上,没有所谓的“百花齐放”,有的是巨头们的“孤芳自赏”,正是如此,全球的晶圆也是持续涨价,市场呈现一种繁荣景气的形势。
晶圆制造到底难在哪?
晶圆的制造工艺倒不是很复杂,其难度在于半导体产品对晶圆的纯度要求很高,纯度需要达到99.999999999%或以上。
以硅晶片为例,硅从石英砂里提炼出来,在高温下,碳和里面的二氧化硅发生化学反应只能得到纯度约为98%的纯硅,这对于微电子器件来说不够纯,因为半导体材料的电学特性对杂质的浓度非常敏感,因此需要进一步提纯。
而在进行硅的进一步提纯工艺中,光刻技术的难度很高,在晶圆制造工艺中,光刻是必须经历的一个步骤。
光刻工艺是晶圆制造最大的“一道坎”
晶圆制造中的光刻是指在硅片表面匀胶,然后将掩模版上的图形转移光刻胶上的过程将器件或电路结构临时“复制”到硅片上的过程。