那到底有多难呢?
首先,自然是晶圆的提取,这是芯片制造的根本质料。大略来说,把晶圆切割后,经由光刻加工,末了得到芯片。
芯片制造的晶圆,紧张身分是硅,要达到芯片制造标准,对这种“硅晶圆”的硅含量要达到“十一个九”的纯度,即是99.999999999%。一样平常将纯度为98%旁边的粗硅,再经由盐酸氯化和蒸馏,就可以得到高纯度的多晶硅。而多晶硅可以用于光伏家当(太阳能发电),但还不能用于芯片制造,这时还得用柴可拉斯基法(Czochralski process)把多晶硅转换为单晶硅。

说到光刻机,就说到ASML,环球就这一个公司才能供应这种设备。目前最新的设备是采取EUV(Extreme Ultraviolet,极紫外线)对晶圆进行光刻,嗯,也便是三星和台积电最新5nm制程工艺利用的技能。而像Intel,现在还不能挺进10nm制程门槛,是由于还勾留在DUV(Deep Ultravi,深紫外线)工艺。
极紫外线,波长为13.5nm,与可见光中波长最短的紫光比较,可见光中的紫光波长约为380-450nm。要发出这种光,对技能及工艺等有特殊严格的哀求。大略来说,便是在ASML光刻机内部,先把极高纯度的金属锡加热到熔化,再将其喷到真空之中。喷出的锡看起来彷佛一条线,实在是高速移动的,直径为30微米的锡珠(滴),产生的速率是每秒钟5万颗。然后,先用激光照射这些锡珠(滴),使其变为粉饼状,产生更大的表面积。再以高功率的二氧化碳激光照射这些粉饼,这样,就得到了高热等离子体,放射出极紫外线。
当然,光刻机的每一个关键技能都不随意马虎,每一个都是顶尖科技,否则也就不会仅ASML才能做这个。也该当能想到,全体家当链的协同也是必须,不同部件由不同厂商供货,ASML就像终极的集成商。
ASML光刻机这个设备除过技能方面的绝对厉害外,对环境的哀求也非常苛刻。其对空气清洁度的哀求,做一个大略比拟:在美国航空航天署组装詹姆斯·韦伯太空望远镜的无尘房间,其清洁度达到了CleanRoom ISO 7,也便是每立方米的空气中,大于0.5微米的微粒数量不得超过35.2万个。但是,ASML厂房的清洁度必须达到ISO 1,也便是说,每立方米空气中,小于0.1微米的微粒数量不得大于10个(大于该尺寸的微粒不得存在)。而在普通人生活的正常环境,其“污问鼎数”是ISO 1的500万倍。
造芯片的技能不是普通人所能预想的那么大略,我们国家要在这方面更进一步,该当还有不少路要走。