電路制造在半導(dǎo)體芯片表面上的集成電路又稱薄膜(thin-film)集成電路。另有一種厚膜(thick-film)集成電路(hybrid integrated circuit)是由獨(dú)立半導(dǎo)體設(shè)備和被動(dòng)組件，集成到襯底或線路板所構(gòu)成的小型化電路。

　　從1949年到1957年，維爾納·雅各比(Werner Jacobi)、杰弗里·杜默(Jeffrey Dummer)、西德尼·達(dá)林頓(Sidney Darlington)、樽井康夫(Yasuo Tarui)都開發(fā)了原型，但現(xiàn)代集成電路是由杰克·基爾比在1958年發(fā)明的。其因此榮獲2000年諾貝爾物理獎(jiǎng)，但同時(shí)間也發(fā)展出近代實(shí)用的集成電路的羅伯特·諾伊斯，卻早于1990年就過(guò)世。

　　芯片制作完整過(guò)程包括：芯片設(shè)計(jì)、晶片制作、封裝制作、成本測(cè)試等幾個(gè)環(huán)節(jié)，其中晶片片制作過(guò)程尤為的復(fù)雜。下面圖示讓我們共同來(lái)了解一下芯片制作的過(guò)程，尤其是晶片制作部分。

　　芯片，是所有現(xiàn)在科技應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)中的基礎(chǔ)，作為一個(gè)崛起的大國(guó)，掌握芯片技術(shù)，是一種必需。

　　不過(guò)國(guó)際社會(huì)，也是“一山不容二虎”，另一個(gè)大國(guó)，是不會(huì)眼睜睜看著另外一大國(guó)的崛起的，所以，通過(guò)各種手段，限制另一個(gè)大國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也成了一種必然。

　　芯片，看起來(lái)很小，就一個(gè)指甲蓋大小，但是里面所涉及的技術(shù)卻相當(dāng)復(fù)雜，絲毫不亞于建造飛及和航母。方寸之間，把包含了數(shù)十億個(gè)晶體管，有人說(shuō)，用高倍顯微鏡來(lái)觀察芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，比世界上任何一座都要復(fù)雜和龐大。如果說(shuō)，這個(gè)世界上哪一種東西把“納須彌入芥子”這句佛法成為了真實(shí)，我想，一定是芯片。

　　有人說(shuō)，舉全國(guó)之力來(lái)做一顆芯片，還做不出來(lái)嗎?是的，還真做不出來(lái)，因?yàn)椋酒@東西，不是說(shuō)有錢有人就能夠快速?gòu)臒o(wú)到有的，還需一個(gè)重要的因素：時(shí)間。所有的高端技術(shù)是通過(guò)時(shí)間的積累，才達(dá)到今天的高度。

　　看了西瓜視頻創(chuàng)作人抖抖代碼的視頻，本人想在他的基礎(chǔ)再展開一下，讓大家了解更多有關(guān)芯片產(chǎn)業(yè)鏈接知識(shí)。

　　那制造芯片到底有多難呢?我們得說(shuō)起，首先看看芯片是怎么做出來(lái)的。

　　一、芯片架構(gòu)

　　制造芯片之前，需要設(shè)計(jì)芯片。芯片設(shè)計(jì)需要有相應(yīng)的芯片架構(gòu)，芯片架構(gòu)就好像房子的結(jié)構(gòu)框架，比如木結(jié)構(gòu)，土木結(jié)構(gòu)，混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)等等?，F(xiàn)在全球主的要芯片架構(gòu)主要有四種，分別為：X86、ARM、RiSC-V和MIPS四種。

　　1、X86架構(gòu)由美國(guó)INTEL公司在1978年發(fā)明，中架后面的AMD，IBM也沿用這種架構(gòu)分別研發(fā)了自己芯片，現(xiàn)在PC機(jī)上面運(yùn)行的CPU基本都是X86架構(gòu)，X86架構(gòu)的特點(diǎn)是性能高，速度快，兼容性好。

　　2、ARM是1983年由英國(guó)ARM公司發(fā)明的，是一個(gè)32位精簡(jiǎn)指令集處理器架構(gòu)，其廣泛地使用在許多嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)。由于能耗低，成本低的特點(diǎn)，ARM處理器非常適用于移動(dòng)通訊領(lǐng)域，符合其主要設(shè)計(jì)目標(biāo)為低耗電的特性?，F(xiàn)在使用ARM的芯片公司主要有蘋果，谷歌，IBM和華為。因?yàn)槭茿RM發(fā)明的，這個(gè)芯片公司要研發(fā)ARM架構(gòu)的芯片，首先必須取得ARM的授權(quán)，否則就不能進(jìn)行更新迭代。

　　3、RiSC-V架構(gòu)是基于精簡(jiǎn)指令集計(jì)算(RISC)原理建立的開放指令集架構(gòu)(ISA)，RISC-V是在指令集不斷發(fā)展和成熟的基礎(chǔ)上建立的全新指令。RISC-V指令集完全開源，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易于移植Unix系統(tǒng)，模塊化設(shè)計(jì)，完整工具鏈，同時(shí)有大量的開源實(shí)現(xiàn)和流片案例，得到很多芯片公司的認(rèn)可。RiSC-V架構(gòu)由RiSC-V架構(gòu)基金會(huì)運(yùn)營(yíng)，目前擁有成員超275名，其中軟、硬件公司和機(jī)構(gòu)會(huì)員達(dá)169家，阿里，谷歌，華為科技，紫光科技都是它的成員。阿里旗下的玄鐵系列就是使用RiSC-V架構(gòu)。

　　4、MIPS架構(gòu)是美國(guó)MIPS科技公司在1981年發(fā)明的，是一種采取精簡(jiǎn)指令集(RISC)的處理器架構(gòu)，它是基于一種固定長(zhǎng)度的定期編碼指令集，并采用導(dǎo)入/存儲(chǔ)數(shù)據(jù)模型。經(jīng)改進(jìn)，這種架構(gòu)可支持高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)化執(zhí)行。其算術(shù)和邏輯運(yùn)算采用三個(gè)操作數(shù)的形式，允許編譯器優(yōu)化復(fù)雜的表達(dá)式。

　　小編將為大家介紹一下芯片制造流程：

　　首先是芯片設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)的需求，生成的“圖樣”。

　　制作晶圓。使用晶圓切片機(jī)將硅晶棒切割出所需厚度的晶圓。

　　晶圓涂膜。在晶圓表面涂上光阻薄膜，該薄膜能提升晶圓的抗氧化以及耐溫能力。

　　晶圓光刻顯影、蝕刻。使用紫外光通過(guò)光罩和凸透鏡后照射到晶圓涂膜上，使其軟化，然后使用溶劑將其溶解沖走，使薄膜下的硅暴露出來(lái)。

　　離子注入。使用刻蝕機(jī)在裸露出的硅上刻蝕出N阱和P阱，并注入離子，形成PN結(jié)(邏輯閘門);然后通過(guò)化學(xué)和物理氣象沉淀做出上層金屬連接電路。

　　晶圓測(cè)試。經(jīng)過(guò)上面的幾道工藝之后，晶圓上會(huì)形成一個(gè)個(gè)格狀的晶粒。通過(guò)針測(cè)的方式對(duì)每個(gè)晶粒進(jìn)行電氣特性檢測(cè)。

　　封裝。將制造完成的晶圓固定，綁定引腳，然后根據(jù)用戶的應(yīng)用習(xí)慣、應(yīng)用環(huán)境、市場(chǎng)形式等外在因素采用各種不同的封裝形式;同種芯片內(nèi)核可以有不同的封裝形式。

　　制造芯片主要就是在晶圓片上不斷累加圖案，讓圖案縱向連接，非常多層，會(huì)有100多層。并且需要花費(fèi)許多的時(shí)間，從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)可能需要四個(gè)月的時(shí)間。

　　大部分情況下我們?nèi)粘Ｌ岬降男酒鋵?shí)和集成電路概念上差異不大。

　　電腦、手機(jī)、計(jì)算器等電子設(shè)備上都安裝有各種各樣的芯片，芯片在這些設(shè)備上起到什么作用了?各式芯片在這些電子設(shè)備上面的作用，和人體各個(gè)器官發(fā)揮的作用比較類似。電子設(shè)備的整體管理和計(jì)算邏輯處理等，需要CPU(核心組成部分就是芯片組)，CPU相當(dāng)于人體的大腦。電子設(shè)備識(shí)別聲音，處理音頻，需要音頻處理芯片，相當(dāng)于人體的耳朵。電子設(shè)備接收?qǐng)D像，處理圖片，需要圖片處理芯片，相當(dāng)于人體的眼鏡。總之這些設(shè)備具備的各種功能，都需要對(duì)應(yīng)的芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，就像人體的各個(gè)器官實(shí)現(xiàn)不同功能一樣。

　　芯片的制造始于設(shè)計(jì)，它是整個(gè)制造過(guò)程中最重要的一步。設(shè)計(jì)師使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件創(chuàng)建芯片的電路圖和版圖。電路圖描述了芯片的邏輯功能和電氣連接，而版圖則確定了電路的物理布局和尺寸。

　　總的來(lái)說(shuō)，芯片制造是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，它需要許多高精度的技術(shù)和設(shè)備。雖然每個(gè)制造商的過(guò)程可能略有不同，但這些基本步驟都是必不可少的。芯片制造的進(jìn)步不僅推動(dòng)了電子設(shè)備的發(fā)展，而且也推動(dòng)了現(xiàn)代科學(xué)和工程的發(fā)展。