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突破14nm制造技術,"中國芯"加速發展!

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過去的一個月內,伴隨著華為被美國進一步制裁的事件,半導體國產替代這一話題被提上風口,相信大家耳邊或多或少都聽過“華為、臺積電、光刻機、芯片”這些關鍵詞。中國作為全球最大的電子產品制造基地,近年來更是成為帶動全球集成電路增長的主要動力。據預測,2018-2023年全球晶圓代工市場復合增速為4.9%。一塊芯片從設計到面向市場都包含哪些技術工藝?接下來旗捷將對芯片產業鏈進行拆解分析,帶您全面了解芯片產業鏈!



什么是芯片
所謂芯片,就是將可以實現運算存儲功能的電路集成在一塊很小的硅片上,芯片技術主要包括設計技術、制造技術和封裝測試技術。芯片體積小而功能強大,制作工藝十分復雜,因此被稱為人類智慧皇冠上的明珠、人造物的巔峰。

如何制造芯片
01
芯片設計

首先要明確好芯片的規格與功能,并對芯片集成電路邏輯符號的“邏輯設計圖”進行設計。

在邏輯圖設計電路元器件的布局之下完成電路圖效果

接著使用EDA軟件進行芯片設計:DC綜合、P&R布線、STA時序signoff,物理驗證;將gds數據傳輸給FAB廠,并將其制作成mask,利用紫外光打過mask后,即可得相應的電路圖形。

02
芯片制造

當芯片設計好之后,就可以開始制造芯片。首先需要在硅片上覆蓋一層薄膜并涂上光刻膠,然后用紫外光透過寫有電路圖的光罩,打在光刻膠上。

隨后進行金屬濺射,完成后用沖蝕溶劑將mask上沒有走線區域的光刻膠以及金屬清洗干凈,這時就形成與mask相匹配的電路圖。

最后不斷將上述過程重復。使最初的硅片變成一張布滿上萬顆晶圓的硅片的IC晶圓后,一顆芯片就誕生了。

03
芯片封裝測試

芯片在正式投入市場中使用時,將會對合格的晶圓進行切割、焊線、塑封,這樣做是為了防止物理損壞或化學芯片腐蝕。并且會利用測試工具對封裝完畢的芯片進行功能和性芯片能測試,測試合格后,即可投入使用。

突破14nm技術,打破壟斷

隨著半導體制造技術的進步,性能在不斷得到提升的同時芯片制程越做越小。目前代表國內最高芯片設計水平的中芯國際已突破14nm工藝,7nm技術尚未得到突破。那么,從14nm到7nm的技術提升究竟有多難?

在芯片制造的工藝中,7nm的工藝制作難度相當于把69億個晶體管放在一個指甲大小的地方,而其中最大的障礙就是光刻機技術的發展與晶體管的結構,當現有光刻技術達到極限之后,如何縮小晶體管的體積,就成為了決定芯片進步的最關鍵因素。

受美國制裁華為芯片事件的影響,未來幾年國內半導體行業對拋光材料的需求將持續增長。以此為背景,鼎龍集團上半年在對存儲器客戶先進制程的產品驗證順利導入下,鼎匯微電子憑借領先的技術成為國內CMP拋光墊行業內為數不多的具有先進制程技術突破經驗和能力的企業。

此技術打破國外對CPM化學機械拋光的壟斷,填補國內市場空白,實現產品進口替代。與傳統的純機械或純化學的拋光方法不同,是通過化學和機械的組合技術避免了由單純機械拋光造成的表面損傷,以實現高質量的表面拋光,將化學腐蝕和機械磨削作用達到一種平衡。

目前,鼎龍CMP制程材料評價中心已具備成熟制程和先進制程全系列拋光墊的產業化能力,產品對8寸和12寸集成電路企業大批量穩定供應,成為國內唯一的12寸CMP制程材料應用評價中心。且匹配集成電路28nm技術節點的拋光墊量產技術已經趨于成熟,公司拋光墊的技術研發已全面進入14nm階段。先進制程的技術工藝已上實現了重大突破的基礎之上,開始向更高技術等級的產品發展。

CMP拋光過程(鼎匯微電子應用評價中心)

未來,我們將向低工藝節點以及更優的設計邁進,使旗捷生產出的芯片能夠面向世界更多、更大的市場。對于未知挑戰我們不會怯步,并且堅信,未來國內的光刻技術產業的發展也能夠給大家帶來更多的挑戰與驚喜。

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