沒有半導體，我們的生活能堅持一天嗎？我們日常生活的許多方面，包括手機、筆記本電腦、汽車、電視和信用卡等，都離不開半導體。這些半導體與我們的生活密切相關。那么，它們是如何制作的呢？

如果您對半導體略知一二，您可能聽說過八種基本的半導體工藝。制造半導體所需的無數任務被分為八個基本工藝，正如我們文章里第一張圖片里的標題所示：“八個基本半導體工藝”。

今天，我們將看一下第一步，“晶圓制造”。我們將討論晶圓，即集成電路的核心材料到底是什么，以及晶圓是如何制造的。

制造晶圓所需的材料

在開始之前，我們先想一個簡短的問題！半導體集成電路與晶圓有什么關系？

集成電路是一種半導體芯片，它包含許多處理各種功能的電氣元件。集成電路是通過在稱為晶圓的基板上創建許多相同的電路來制造的。

因此，晶圓是半導體的基礎。這類似于制作披薩——我們先準備一個面團，以便以后添加配料。 晶圓是從硅棒上切成薄片的圓盤，由硅或砷化鎵等元素制成。大多數晶圓是由從沙子中提取的硅制成。

美國的硅谷始于半導體產業，最終成為全球軟件產業的中心。據報道，它的名字是半導體原材料“硅”和圣克拉拉谷的“山谷”的組合。

“硅谷”這個名字可能會幫助你記住硅是半導體晶圓必不可少的原材料。硅供應豐富，是自然界中最豐富的元素，且具有無毒環保的特性。讓我們一起看看晶圓制造的工藝吧！

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第一步：制造硅錠

從沙子中提取的硅需要經過凈化過程才能用于制造半導體。它被加熱直到熔化成高純度液體，然后通過結晶凝固。由此產生的硅棒稱為硅錠。只有具有超高純度的錠才能用于半導體工藝，這需要低至幾納米的極高精度。

第二步：切割錠以制造薄晶圓

硅錠的形狀像陀螺，使用鋒利的金剛石鋸片切成厚度均勻的薄圓盤形晶片即晶圓。錠的直徑決定了晶圓的尺寸，例如150毫米（6 英寸）、200毫米（8 英寸）和300毫米（12 英寸）晶圓。晶圓越薄，制造成本越低，直徑越大，每個晶圓可以生產的半導體芯片數量就越多。因此，晶圓變得越來越薄，越來越大。

第三步：研磨和拋光晶圓表面

剛切完的晶圓需要經過加工，以獲得光滑、鏡面般的光潔度。剛切完的晶圓表面粗糙且包含瑕疵，這可能會對電路的精度產生負面影響。拋光液和拋光機用于拋光晶圓表面。

在進一步加工之前拋光晶圓稱為裸晶圓，表示尚未制造芯片。使用許多物理和化學工藝在裸晶圓上制造集成電路后，晶圓最終將如下所示。讓我們一起看看晶圓各個部分的名稱吧！

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1，晶圓(wafer)：作為半導體IC的核心原材料的圓形板（盤）。

2，晶粒(die)：在晶圓上有許多小方塊，每個小方塊稱為一個晶粒，是集成電子電路的IC芯片。

3，分割線(scribe line, 劃片槽)：這些晶粒肉眼看起來好像是相互粘在一起的，但實際上，晶粒之間有間隙。此間隙稱為分割線或劃片槽。分割線存在的目的是在晶圓加工后切出每個芯片并將其組裝成芯片。分割線的空間可以使金剛石鋸可以安全地切割晶圓。

4，平坦區(flat zone)：引入該區域是為了幫助識別晶圓結構，并在晶圓加工過程中用作參考線。由于晶圓的晶體結構非常精細并且無法用肉眼判斷，因此以這個平坦區為標準來判斷晶圓的垂直和水平方向。

5，凹槽(notch, 缺口)：最近出現了帶有凹槽的晶圓，取代之前的平坦區。帶有凹槽的晶圓比帶有平坦區的晶圓更高效，因為帶有凹槽的晶圓可以生產更多的芯片。

半導體行業主要分為制造晶圓的晶圓行業和在晶圓上設計和制造電路的制造(FAB)行業。還有封裝行業，加工過的晶圓被切割成芯片并包裝以防止潮濕和物理損壞。

審核編輯：劉清