芯片的诞生,是一场在微观世界里搭建“超级城市”的精密工程。

如果把芯片制造比作在指甲盖大小的土地上盖一座数百层的摩天大楼,那半导体设备就是各种“工程机械”,而材料就是“钢筋水泥”。

整套流程分为前道(盖楼的主体工程)和后道(内部精装和验收)两大阶段。

设备

前道工序(在晶圆上“雕刻”电路,即晶圆制造)

光刻机:“光绘打印机”。把设计好的电路图,通过光投射到涂了感光胶的硅片上,是决定芯片精度的核心。

代表企业:上海微电子、茂莱光学

刻蚀机:“精雕细刻刀”。用化学气体或物理轰击,把光刻后暴露出来的区域雕刻掉,形成实际的电路纹理。

代表企业:中微公司、北方华创

薄膜沉积设备:“墙面喷涂机”。在硅片表面铺上一层导电或绝缘的功能薄膜,像在墙上刷涂料。

代表企业:拓荆科技(ALD技术)、北方华创(PVD)

清洗设备:“精密保洁员”。贯穿全流程,用各种方法去除晶圆表面的微小污染,是保证良率的关键。

代表企业:盛美上海、华海清科

离子注入机:“元素注射器”。把特定杂质(如硼、磷)以离子形式加速打入硅片,改变其导电性,形成晶体管结构。

代表企业:中科信

量测/检测设备:“品质检察官”。实时监控每一道工序,用光学或电子束等手段检查是否有缺陷,防止“带病作业”。

代表企业:中科飞测、精测电子

化学机械抛光机:“纳米级磨平机”。通过化学和机械力双重作用,把晶圆表面磨得原子级平整,为下一层做准备。

代表企业:华海清科

后道工序(把芯片“打包”并“质检”,即封装测试)

晶圆测试(CP测试):“初筛”。在切割前,用探针接触晶圆上的每个芯片,先淘汰一批不合格的。

代表企业:长川科技、华峰测控

晶圆减薄与划片:“打磨与分割”。把晶圆背面磨薄,再切成一个个独立的芯片小颗粒。

代表企业:光力科技

固晶与键合:“安家与接线”。把芯片放到基板上,再用比头发丝还细的线,把芯片和基板接通。

代表企业:拓荆科技

塑封成型:“穿盔甲”。用环氧树脂把芯片保护起来,提供物理防护和绝缘。

代表企业:耐科装备

成品测试(FT):“终检”。封装好的芯片,在出厂前进行最后一轮全面的功能和性能测试。

代表企业:长川科技、华峰测控、金海通

材料

硅片/衬底:芯片的“地基”。用高纯度单晶硅切割而成,目前主流是12英寸(300mm)。

代表企业:沪硅产业、TCL中环、神工股份

光刻胶:“感光底片”。涂在硅片上,通过光刻将电路图案记录下来,对光敏感。

代表企业:南大光电、彤程新材、晶瑞电材、上海新阳

电子特气:“工艺反应气”。用于刻蚀、沉积等环节,提供反应原料或保护气氛。

代表企业:华特气体、南大光电、凯美特气

靶材:“喷涂料”。在物理气相沉积(PVD)时,被高速粒子轰击,溅射到晶圆上形成薄膜。

代表企业:江丰电子、有研新材

CMP材料:“研磨膏”。包括抛光液和抛光垫,在化学机械抛光中消耗量巨大,直接决定抛光质量。

代表企业:鼎龙股份、安集科技

光掩膜版:“电路底片”。石英玻璃上刻着电路图,光刻机就是用它来“洗照片”的。

代表企业:路维光电、清溢光电、华润微、冠石科技

湿电子化学品:“超纯清洗剂”:用于晶圆清洗、蚀刻、显影等工艺的超高纯度化学试剂。

代表企业:江化微、晶瑞电材、上海新阳

来源:小满的杂记

半导体设备和材料,核心企业梳理(附名单)