晶圆为何能成为半导体产业链关键环节。
11月2日凌晨,一则来自安世半导体(Nexperia)中国公司的公告函在科技圈引发关注。公告直指其荷兰母公司单方面决定,停止向东莞的封装测试工厂供应“晶圆”。这一“左手断供右手”的奇特操作,瞬间将一个高度专业的名词——“晶圆”推到了聚光灯下。
在半导体这条产业中,“晶圆”究竟扮演着什么角色?它为何能成为整条产业链上的关键环节?我们日常所说的“芯片”和它又是什么关系?
从沙子到“画布”
如果说芯片是现代工业的“粮食”,那么晶圆就是培育粮食的“黑土地”。这片“黑土地”的“土壤”,其实来自于地球上最常见的物质之一——沙子(主要成分:二氧化硅)。
点“沙”成“硅”
沙子里有硅,但是纯度很低,而且是二氧化硅(SiO2)。我们不能随便抓一把沙子就拿来提炼硅。通常,会选用含硅量比较高的石英砂矿石。
▲高纯石英砂矿石
第一步,脱氧、提纯。
将石英砂原料放入熔炉中,加热到1400℃以上的高温(硅的熔点为1410℃),与碳源发生化学反应,就可以生成高纯度(98%以上)的冶金级工业硅(MG-Si)。
▲冶金级工业硅
随后,通过氯化反应和蒸馏工艺,进一步提纯,得到纯度更高的硅。
硅这个材料,不仅可以用于半导体芯片制造,也可以用于光伏行业(太阳能发电)。
▲光伏板
在半导体芯片行业,对硅的纯度要求更加变态,是99.9999999%到99.999999999%,也就是9~11个9。这种用于半导体制造的硅,学名电子级硅(EG-Si),平均每一百万个硅原子中最多只允许有一个杂质原子。
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