第41章 芯片设备（2 / 2）

由于瓦森纳协定限制，中国只能购买五年前的设备，如果拿到的是是技术落后五年的设备，想要制造先进芯片就是做梦。

全球瓦森纳协定一共有五大半导体设备制造商：

1.韩国am公司，前身是阿尔法精工株式会社，全球领先的半导体、平板显示和太阳能光伏行业精密材料工程解决方案供应商，是韩国高精度机械设备的领导者，产品应用于工件的精磨、研磨、切割、和抛光，保持着低故障率和易维护性。

2.荷兰asml高端光刻机制造商，集合近乎完美的德国机械工艺以及世界顶级光学厂商德国蔡司镜头，再加上美国提供的光源，asml迅速发展，高端光刻机市场基本被垄断，为半导体生产商提供光刻机及相关服务，在极紫外光(euv)领域，目前处于垄断地位，曾经一台高端设备卖到了5亿欧元，而且有钱都要排队到十年后。

3.lam research，电浆蚀刻设备商，主要设计、制造、销售、维修及服务使用于积体电路制造的半导体处理设备，包括客户服务、备用零件的供应、产品升级、产品蚀刻、沉积、去除光阻及清洁等服务，并还制造、销售一系列的研磨、叠置及精密抛光等设备。

4.kla-tencor，图案光罩检测的主要供应商，为半导体制造商提供光罩检测系统，用于工艺开发和批量生产过程中的缺陷检测、原料检测、设备监控和进程控制。

5.dainippon screen，后道检测设备领先企业，致力于集成电路测试技术的开发，拥有种类完善的半导体后道测试台和分选机，在主要的三种清洗设备市场中，迪恩士都是当之无愧的龙头。在单晶圆清洗设备市场，迪恩士市场占有率高达54.9%；自动清洗台由于技术门槛相对较低，市场参与者较多，但是迪恩士市场占有率仍达到了50%以上；而在洗刷机市场迪恩士也有着60%-70%的市场占有率，可以说迪恩士是清洗设备市场中当之无愧的龙头。

如果没有主神空间，方浩技术再强也没有信心制造世界一流的芯片，打造一个垄断全世界的芯片产业，光是瓦森纳协定就可以卡住辉煌科技的脖子。

光刻机这些设备在现代社会是有钱都买不到的高科技物品，可是在23世纪中并不算什么，有很多设备可可以替代，比如1纳米工艺的3d打印机，这种可以打印1纳米大小的设备完全可以打印出7纳米制程的cpu，只是效率无法比得上光刻机，不过做打印芯片做研究是可以了。

ic 芯片全名积体电路，它是将设计好的电路，以堆叠的方式组合起来，藉由这个方法，我们可以减少连接电路时所需耗费的面积。

由此可见，芯片制造其实就是进行原子级别的制造，精度要求非常苛刻，这也是为什么国内无法生产cpu的原因。

芯片在结构上分为三层。

第一，晶圆层。

从 ic 芯片的 3d 剖面图来看，底部的部分就是晶圆，晶圆基板在芯片中扮演地基的角色。

第二，逻辑闸层。

在 ic 电路中，晶圆上面的部分叫做逻辑闸层，它是整颗 ic 中最重要的部分，藉由将多种逻辑闸组合在一起，完成功能齐全的 ic 芯片，结构非常复杂。

第三，连接层。

逻辑闸上面还有一层连接层，不会有太复杂的构造，这一层的目的是将逻辑闸需要连接的部分相连在一起，相当于导线。

芯片中通常需要很多层连接层，是因为有太多线路要连结在一起，在单层无法容纳所有的线路下，就要多叠几层来达成这个目标了。在这之中，不同层的线路会上下相连以满足接线的需求。

如果要以油漆喷罐做精细作图时，我们需先割出图形的遮盖板，盖在纸上，接着再将油漆均匀地喷在纸上，待油漆乾后，再将遮板拿开。

不断的重复这个步骤后，便可完成整齐且复杂的图形。制造 ic 就是以类似的方式，藉由遮盖的方式一层一层的堆叠起来。

芯片在制造过程中分为四种步骤，虽然实际制造时，制造的步骤会有差异，使用的材料也有所不同，但是大体上皆采用类似的原理。

这个流程和油漆作画有些许不同，ic 制造是先涂料再加做遮盖，油漆作画则是先遮盖再作画。

第一步，金属溅镀：将欲使用的金属材料均匀洒在晶圆片上，形成一薄膜。

第二步，涂布光阻：先将光阻材料放在晶圆片上，透过光罩，将光束打在不要的部分上，破坏光阻材料结构。接着，再以化学药剂将被破坏的材料洗去。

第三步，蚀刻技术：将没有受光阻保护的硅晶圆，以离子束蚀刻。

第四步，光阻去除：使用去光阻液皆剩下的光阻溶解掉，如此便完成一次流程。

最后便会在一整片晶圆上完成很多 ic 芯片，接下来只要将完成的方形 ic 芯片剪下，便可送到封装厂做封装。