1、晶圆wafer
wafer 即为图片所示的晶圆,由纯硅(Si)构成。一般分为6英寸、8英寸、12英寸规格不等,晶片就是基于这个wafer上生产出来的。Wafer上的一个小块,就是一个晶片晶圆体,学名die,封装后就成为一个颗粒。一片载有Nand Flash晶圆的wafer,wafer首先经过切割,然后测试,将完好的、稳定的、足容量的die取下,封装形成日常所见的Nand Flash芯片(chip)。那么,在wafer上剩余的,要不就是不稳定,要不就是部分损坏所以不足容量,要不就是完全损坏。原厂考虑到质量保证,会将这种die宣布死亡,严格定义为废品全部报废处理。
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片,由于其形状为圆形,故称为晶圆;在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构,而成为有特定电性功能之IC产品。晶圆的原始材料是硅,而地壳表面有用之不竭的二氧化硅。二氧化硅矿石经由电弧炉提炼,盐酸氯化,并经蒸馏后,制成了高纯度的多晶硅,其纯度高达9.999999999%。
高纯度的多晶硅放在石英坩埚中,并用外面围绕着的石墨加热器不断加热,使多晶硅熔化,坩埚带着多晶硅熔化物在旋转,把一颗籽晶浸入其中,并且由拉制棒带着籽晶作反方向旋转,同时慢慢地、垂直地由硅熔化物中向上拉出。晶棒将按适当的尺寸进行切割,然后进行研磨,将凹凸的切痕磨掉。切片、抛光、磨平、减薄、清洗,形成晶圆。
2、晶片
晶圆由纯硅(Si)构成,晶片(如图片每一个小方块,也叫 die)就是基于晶圆生产而来,再度加工以后即可以封装成闪存颗粒。
一片晶圆到底可以切割出多少的晶片数目?这个要根据die的大小和wafer的大小以及良率来决定的。
目前业界所谓的6寸,12寸还是18寸晶圆其实就是晶圆直径的简称,只不过这个寸是估算值。实际上的晶圆直径是分为150mm,300mm以及450mm这三种,而12寸约等于305mm,为了称呼方便所以称之为12寸晶圆。
在闪存颗粒生产中,在晶圆上会进行检测,测试通过后,再进行切割、封装,封装完成后会再次进行一道检测。第一次就被淘汰是黑片,到第二次则是白片,全部通过的则为原片,原片会被用作原厂固态硬盘,或被出售,原片一般会有明显的厂商 logo 以及规格编码。
假设12寸晶圆每片造价5000美金,那么NVIDIA最新力作GT200的晶片大小为576平方公厘,在良率50%的情况下,平均每颗成本是多少美金?
答案:USD.87.72
3、产业链
一颗集成电路芯片的生命历程就是点沙成金的过程:芯片公司设计芯片——芯片代工厂生产芯片——封测厂进行封装测试——整机商采购芯片用于整机生产。
芯片供应商一般分为两大类:一类叫IDM,通俗理解就是集芯片设计、制造、封装和测试等多个产业链环节于一身的企业。有些甚至有自己的下游整机环节,如Intel、三星、IBM就是典型的IDM企业。另一类叫Fabless,就是没有芯片加工厂的芯片供应商,Fabless自己设计开发和推广销售芯片,与生产相关的业务外包给专业生产制造厂商,如高通、博通、联发科、展讯等等。与Fabless相对应的是Foundry(晶圆代工厂)和封测厂,主要承接Fabless的生产和封装测试任务,典型的Foundry(晶圆代工厂)如台积电、格罗方德、中芯国际、台联电等,封测厂有日月光,江苏长电等。
参考链接:
http://app.myzaker.com/news/article.php?pk=5cf6ec6377ac643d6d7b8b30
https://my.oschina.net/amtf/blog/522697
https://www.sohu.com/a/233312100_100180344
https://wenku.baidu.com/view/2f85190516fc700abb68fcc2.html