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第二百九十四章 參觀半導體工廠

蘇雅妍可不打算蹭一頓午飯就回去,專程來華俊電子的食堂蹭員工餐,就是為了讓素昀對光刻機進行分析,以做好改造的準備。既然現在正好被管理層誤會了,那就順其自然咯。

她看了看姐姐,然後對高官們說道:“我想參觀一下晶片的整個生產流程,不介意吧?”

“不介意,當然不介意!”

“這邊請。”

眾高管立刻回應,二小姐發過來的那份晶片資料讓部門裡的研究員們廢寢忘食,就好像遇到了世間最誘人的東西,但這期間遇到的難題卻怎麼也解決不了,這會正求之不得呢。

大夥殷勤的簇擁著兩位千金前去參觀有一個半足球場大小的半導體工廠,在進去之前,每個人都需要穿上一套白色的防塵服,戴上帽子,口罩,然後還要經過潔淨室的防塵和防靜電處理,所有人都捂得只剩下眼睛能看見,如果不聽聲音,恐怕還真的分不出誰是誰。

某位高管貼心的解釋道:“過程是麻煩了些,不過這都是為了保障晶片的製造環境,我可以很自豪的說,咱們的無塵車間比手術室還乾淨幾萬倍。”

蘇雅妍點了點頭,隨即笑著問道:“但仍舊不能保證這裡面沒有一絲一毫的灰塵,對麼?”

“是的,不過這個問題在後面的生產步驟中會解決的。”

從潔淨室出來,蘇雅妍發現整個區域的照明用的都是黃色的光芒,顯然是為了防止對晶圓的干擾故意而為,並且車間頂部還安裝有導軌,一個個長方形的物流機器人順著導軌將材料運送到各處,比起一號工廠裡那些滿地亂跑的物流機器人,這種設計更加節省空間,也不會阻礙到員工行走。

在旁邊的門上,有塊牌子寫著無塵室三個字,隔著房間透亮的窗戶,能夠看到這裡有很多被銀白色包裝袋包裹的東西,幾位員工將包裹拆開,將裡面的晶圓放到一個特殊的機器裡,高管介紹道:“這些就是被密封包裝的晶圓,為了保證整個過程都不會接觸到灰塵,它們必須在無塵室才能開啟,然後每25片就會被封裝到密封容器當中,再由機器人運走。”

晶圓是由沙子中的矽製成的,矽被提純熔化,再從中拉出呈柱狀的單晶矽晶棒,不過華俊電子是直接從國內廠家購買已經處理好的晶圓,省去了最初將晶棒切割成晶圓的步驟。

從這裡開始,晶圓將被運送至光刻機,它們的表面會塗抹上特殊的感光遮罩,由紫外線把提前設計好的電路結構烙印在表面,被照射的部分是水溶性的,可以用化學製劑沖洗,然後就會在感光遮罩塗層的表面形成極為細小的凹槽,剩下的部分會起到保護晶圓的作用,而沒有塗料保護的晶圓表面,則會被蝕刻機侵蝕,最終在整塊晶圓上產生數十億個微型開關,也就是電晶體。

光刻機的體積比蘇雅妍預想中的要大得多,而且裡面的結構相當複雜,想要用逆向工程對其進行仿製和升級是一件非常困難的事情。

“這樣的光刻機咱們廠只有三臺,價格昂貴不說,從訂購到交付最短都需要半年多的時間,這裡面很多尖端技術都被西方卡了脖子,光拆解機器是沒辦法掌握核心技術的,這也是華夏晶片產業所面臨的困境。”隊伍裡一位工程師解釋道,他說話的語氣中透著一股無奈和悲傷,“實際上早在1971年,華夏就已經研製出了光刻機的原型:鐳射干涉定位自動分步重複照相機。但是有一段時間,高層放慢了對半導體工業的支援腳步,這就導致華夏的半導體技術被遠遠的甩在了後面,直到最近才稍微追回來一些。”

從設計和製程的角度來說,華俊電子確實做得很優秀,他們的產品能夠遠銷海外也是理所應當的,但國內的生態圈起步特別晚,這就導致現在整個國內市場必須採用國外研製的兩種主流架構,根本沒有自主研發第三種的機會。

“所有的晶片都是依靠這三臺光刻機造出來的?”蘇雅妍皺著眉,不免有些擔憂的問道,畢竟其中一臺是要給自己拿去糟蹋的。

“用在家電裡的普通晶片都是由技術含量較低的後道封裝光刻機和平板顯示光刻機生產,否則無法降低成本,而消費者們也就不會買賬了。”

搞定光刻製程,還需要給晶圓加入離子,之所以採用矽這種材料,就是因為它獨特的性質,作為半導體,矽的導電性是可以借由對離子的精確注入而發生改變的,然後晶圓會被拿去烘烤,用以穩固注入其中的離子。

“接下來的步驟當中,銅起到了關鍵的作用。”

“不過,在做這一步之前,我們會用化學製劑再次對晶圓表面進行清洗,沖走車間裡潛在的灰塵,塗抹阻擋層,最後將銅倒入溝槽當中。”

“當銅填充完畢後,還需要將多餘的部分削至溝槽邊緣,這樣就可以隔離相鄰線路,避免短路的情況發生。”

眾人你一言我一語,將詳細的過程補充完整。

整個過程都需要使用電子顯微鏡進行監控,檢查每個電晶體的原子結構,蘇雅妍來到監視器旁看著螢幕,在顯微鏡下,指甲蓋大小的空間竟然蘊含了無數電晶體,並且有著密密麻麻的導線,據工程師介紹說,它們竟長達數公裡,整個畫面就好像一座城市,電晶體像是城裡的建築,而導線則是四通八達的道路,令人眼花繚亂,歎為觀止。

“因為這樣的結構有數層之多,所有步驟加起來需要兩個多月的時間,才能構成完好的大型積體電路,只有檢驗合格的晶片才能進行封裝,用銀和錫將晶片連線到框架上,以最精準的切割將晶片裁下來,裝到電路板上,然後密封起來,這就是整個晶片的生產過程。”

“我們10nm工藝的良品率已經達到95%,追平了國際上很多半導體企業。”

晶片這種東西,說是魔法的產物都不過分,如果放在百年前,人類恐怕連想都不敢想。此刻姐妹兩都著同樣的感覺,彷彿自己就是晶片進化史的見證者,非常奇妙。

參觀結束後,幾位工程師將蘇雅妍圍了起來,面露難色,欲言又止,作為長期涉足晶片產業的老工程師,這時候居然要請教一位年紀輕輕的青春少女,多多少少都會覺得有些丟人,不過為了華俊電子的發展前景,有些事情必須要問清楚。

“二小姐,關於您之前發給我們的那份晶片資料,在研究的時候我們遇到了一些困難……”

蘇雅妍心裡突然咯噔一下,那份資料是素昀整合了資料庫之後做出來的,她自己還沒完全搞懂呢,這可怎麼辦

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