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什么是芯片,芯片的组成材料有什么

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以前的电子产品内部存在着成百上千个电子元件,占用了巨大的空间,这导致了当时电子产品体积庞大、耗电量高等问题。于是芯片就这样被研发出来了。那么今天小编在这里给大家整理一下芯片的相关知识,我们一起看看吧!

什么是芯片,芯片的组成材料有什么

芯片的组成材料有什么?

芯片的原料是晶圆,硅又是晶圆的组成成分,硅主要由由石英沙所精练出来,晶圆便是硅元素加以纯化(99.999%),接着是将这些纯硅制成硅晶棒,成为制造集成电路的石英半导体的材料,将其切片就是芯片制作具体所需要的晶圆。晶圆越薄,生产的成本越低,但对工艺就要求的越高。

可能会有人问了,半导体有这么多,为什么会选择硅来生产芯片呢?其实选择硅作为芯片原材料的原因主要有以下几点:

1、硅作为地球第二多的元素,很容易就能找到提纯的原材料,并且硅相关的处理工艺已经发展了几十年,相对其他元素来说已经很成熟了。

2、硅的价格便宜,易于推广。

3、硅的化学性质稳定,因此制造出来的芯片稳定性也较强。

不过由于近期全球半导体短缺的情况出现,已经有部分公司开始用氮化镓来代替硅作为芯片的原材料。

氮化镓有着比硅更宽的带隙,因此其生产的器件有着更小的晶体管和更短的电流,超低电阻和电容能够将速度大幅度的提升。氮化镓在射频器件和电力电子器件的制造上比硅更具优势,能够用来制造5G技术所使用的的高频无线电波脉冲芯片组,并且氮化镓的耐热性也高于硅,另外氮化镓作为一种加工副产品,它的生产成本较低,并且交货时间快,产能高,故此已经有不少国家开始重视起了镓这种元素。

芯片制造的难点

芯片可以说是汇聚了人类科技巅峰的产物,它的制造过程也是十分困难,主要难处在以下两点:

1、材料

虽然制造芯片的硅元素很常见,但是用于制造芯片的晶圆纯度要求达到99.99999%以上,95%以上高纯度的电子级硅晶圆都被全球15家晶圆厂所垄断,光刻用的光刻胶作为一种顶级工业的产物,绝大多数也是被大厂所垄断。

2、光刻

芯片制造过程中,需要以纳米级的工艺将线路刻在晶片上,这无疑是相当困难的。而这部分工艺需要用光刻机来完成。光刻机能通过将光束透过有着电路图的光罩通过透镜微缩在晶圆上,当晶圆收到光照射时,涂在上面的光刻胶将发生变化,然后将感光的光刻胶去除,这样就在晶圆上留下了一层电路,这便是光刻最基本的步骤。而目前能够生产光刻机的厂商只有ASML、尼康、佳能等寥寥几家,ASML占据了全球光刻机89%的市场,顶级的EUV光刻机只有ASML才能生产,而ASML又从许多国家进口零件设备才能生产顶级光刻机,目前EUV光刻机可以说是有价无市。

芯片概念龙头股有哪些?

综艺股份600770

江苏综艺股份有限公司主营业务为芯片设计应用业务及手游业务;智能卡业务;太阳能电站的建设及运营管理业务;股权投资业务。主要服务为集成电路业、智能卡业务、互联网彩票业务、手机游戏业务、新能源业务、股权投资业务。

中晶科技003026

浙江中晶科技股份有限公司的主营业务为半导体硅材料的研发、生产和销售,主要产品为半导体硅片及半导体硅棒。


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