芯片中的几十上百亿晶体管,是怎么塞进去,并用电路连接起来的?

Mark wiens

发布时间:2020-06-08

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众所周知,芯片是由晶体管构成的,像华为麒麟990 5G是全球第一款晶体管超过百亿的芯片,有103亿颗,苹果的A13都只有85亿颗。

像华为麒麟1020、苹果A14这些采用5nm工艺的芯片,晶体管更多,都是超过100亿的。这不禁让人有些奇怪,芯片中的这些晶体管是怎么塞到芯片里面去的,又是怎么用电路连接起来的?

在最早期,芯片被发明的时候,“晶体管”是制造出来,并一个一个用电路手动连接起来,那时候“晶体管”不是现在的晶体管,其实是一个一个的元件,用电线连接起来。

但现在这种工艺中,手工制造几十上百的晶体管再放到硅基上,再用电线连接起来,比登天还难了,所以采用的是全套高科技产品了。

一、晶体管是怎么塞去的?

我们知道现在的芯片制造是光刻,用光刻机把电路图投射到涂了光刻胶的硅晶圆上,而投射后硅上,就形成了电路图。再通过刻蚀机把没有被光刻胶保护的部分腐蚀掉,就在硅晶圆上形成了坑坑洼洼。

接下来就是等离子注入,将等离子注入这些坑坑洼洼,再稳定下来就形成了晶体管,这就是晶体管形成的过程。

二、晶体管是怎么连接起来的?

在等离子注入之后,并稳定下来形成晶体管之后,还会有一道工序,就是镀铜,在硅基表面涂上一层铜。而在镀铜之后,再通过光刻、刻蚀等动作,将镀上去的这一层铜切割成一条一条的线,这些线是按照芯片设计电路图有规则的把晶体管连接起来的。

而芯片的电路图可能有几十层,所以这样的过程也会重复几十次,但原理就是这样的,光刻-刻蚀-等离子注入-镀铜 。

所以现在的芯片制造,是真正的高科技,甚至是考究一国高科技水平的产品,毕竟几十上百亿的晶体管要连接起来,想起来都是一件浩大的工程。

目前国内虽然在制造领域稍落后国际水平,但相信接下来一定会迎头赶上的,你觉得呢?

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